Nước thải được phân từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, vì vậy, hiệu quả xử lý nước thải của bể UASB có được hay không là quyết định bởi tầng vi sinh ở lớp bùn kị khí này.

Hệ thống tách pha phía trên làm nhiệm vụ tách các pha rắn, lỏng và khí, các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi bởi một hệ thống thu hồi khí, bùn sẽ lắng xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ được chuyển ra ngoài theo máng lắng và được chuyển qua công trình xử lý tiếp theo. Hiệu suất của bể UASB phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, độ pH, các chất độc hại trong nước thải….Ví dụ, với nước thải của các nhà máy bia, quá trình lên men Acid xảy ra nhanh nên khi vào bể UASB chỉ thực hiện công việc lên men methane, mà điều kiện để quá trình này xảy ra tốt là pH >6 (tối ưu nhất là 7.5), như vậy chỉ cần điều chỉnh pH là đạt yêu cầu. Trong khi đó, nếu các nước thải khác thì vấn đề này không đơn giản, vì bể UASB vừa lên men acid vừa len men methane, mà khi quá trình lên men acid xảy ra pH giảm rất thấp..dễ dẫn đến hiên tượng khó chịu trong công nghệ UASB “Lên men chua”. Đó là lí do tại sao bề AUSB hầu như chỉ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến và sản xuất bia, rượu.