廢水進入入反應器底部的混合區，并與來自回流管的內循環泥水混合液充分混合后進入顆粒污泥膨脹床進行COD的生化降解，此處的COD容積負荷很高，大部分進水COD在此處被降解，并產生大量沼氣。沼氣由下層三相分離器收集，并沿著升流管上升。沼氣上升的同時把反應室的混合液提升至IC反應器頂部的氣液分離器，沼氣在該處與泥水分離并被導出處理系統。泥水混合物則沿回流管返回反應器底部，并與進水充分混合后進入反應室，形成內循環。內循環的結果使反應室不僅有很高的生物量，很長的污泥齡，從而大大提高反應室去除有機物的能力。

ic厭氧反應器經過反應室處理過的廢水，會自動進入第二反應室繼續處理。第二反應室的液體上升流速小于反應室，一般為2-10m/h。該室除了繼續進行生物反應外，由于上升流速的降低，還充當反應室和沉淀區之間的緩沖段，對防止污泥流失及確保沉淀后的出水水質起著重要作用。廢水中的剩余有機物可被第二反應室內的厭氧顆粒污泥進一步降解，使廢水得到更好的凈化，提高出水水質。產生沼氣由第二反應室的集氣罩收集，通過上提升管進入氣液分離器。第二反應室中的混合液在沉淀區進行固液分離，處理過的上清液由出水管排走，沉淀的污泥可自動返回第二反應室。