經過調節(jié)pH和溫度的廢水首入反應器底部的混合區(qū)，并與來自外循環(huán)回流的泥水混合液充分混合后進入顆粒污泥膨脹床區(qū)進行COD生化降解，此處的COD容積負荷很高，大部分進水COD在此處被降解，產生大量沼氣。由于沼氣氣泡形成過程中對液體做的膨脹功產生了氣提的作用，使得沼氣、污泥和水的混合物上升，經過填料區(qū)的降解后，混合液至反應器頂部的三相分離器，沼氣在該處與泥水分離后并被導出處理系統(tǒng)。泥水混合物則沿擋泥板下降至反應器底部的混合區(qū)，并于進水充分混合后再次進入污泥膨脹床區(qū)，形成所謂內循環(huán)。根據不同的進水COD負荷和反應器的不同構造，外循環(huán)回流量可達進水流量的0.5-10倍。經膨脹床處理后的廢水除一部分參與循環(huán)外，其余污水繼續(xù)上升，污水進入填料區(qū)進行剩余COD降解與產沼氣過程，提高和保證了出水水質。由于大部分COD已經被降解，所以填料區(qū)的COD負荷較低，產氣量也較小。該處產生的沼氣也是由三相分離器收集，通過集氣管導出處理系統(tǒng)。經過填料區(qū)處理后的廢水經三相分離器作用后，上清液經出水區(qū)排走，顆粒污泥則返回污泥床。