厌氧反应器的设计需精妙之处在于，只要污泥层未膨胀至沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥便能自如滑回反应室。人们或许对污泥层膨胀至沉淀器有所担忧，然而，有时这种膨胀并非坏事。事实上，膨胀的泥层在沉淀器内扮演了重要角色，不仅能够有效网捕分散的污泥颗粒和絮体，还能对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用。此外，保持一定的自由空间，让污泥层得以膨胀，对于防止重质污泥在临时性的有机或水力负荷冲击下流失至关重要。

厌氧反应器中的核心设备非三相分离器莫属。这一精巧的装置位于反应器顶部，巧妙地将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。三相分离器的主要职责在于，尽可能高效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷运行的情况下。集气室下方的反射板不仅有效防止沼气通过缝隙逸出到沉淀室，还能降低因高产气量引发的液体絮动，从而确保沉淀室中上升流中污泥絮体/颗粒的沉淀效果达到最佳。

水力和有机负荷率是影响污泥层和污泥床膨胀的重要因素。厌氧反应器的运行原理建立在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础之上，通过在反应器内设置污泥沉淀系统，实现气、液、固三相的彻底分离。可以说，形成和保持沉淀性能良好的污泥，是厌氧反应器稳定运行的关键所在。