早在二十世纪八十年代，随着BIOPAQ®UASB（上流式厌氧污泥床）反应器的应用，帕克公司已经开始设计和供应将COD转化为沼气的装置。UASB是荷兰瓦赫宁根农业大学Gatze Lettinga教授的发明，该反应器可用于多种类型废水的处理，并从中试放大到了工业规模。
从市政污泥和有机废水中生产沼气一直引起学术界和工业界的兴趣，产生的可再生能源有利于限制全球变暖，甲烷等产物可以用作发电、生产蒸汽和干燥工艺的燃料。
碧臣仪器专业定制的UASB（EGSB）和IC反应器装置，体积为10～20 L，高径比分别为4～5:1和7～8:1。装置分别配置保温和循环系统，独立运行。根据工艺模拟需要，水处理反应器装置可独立运行也可以形成整套系统串联运行。
废水有机浓度及悬浮物浓度匀较高，在进UASB和IC前必须进行预处理、固液分离等。UASB的主体结构包括： 进水布水系统，污泥反应区，三相分离器，出水系统，集气室，排泥系统，浮渣清除系统等。图1为UASB反应器的示意图。要处理的污水从底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，在厌氧状态下把它转化为沼气。颗粒污泥表面附着沼气泡的浮力作用，以及游离上升沼气泡的尾流作用下反应器顶部上升。颗粒污泥碰撞三相分离器后附着沼气泡释放，沼气汇集至三相分离器集气室由导管引出；颗粒污泥与废水进入三相分离器沉淀区发生离散型沉积，颗粒污泥沉淀至斜板后滑落至厌氧反应区，实现厌氧微生物截留、累积；废水与污泥分离后从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出厌氧反应器。
以UASB（EGSB）反应器为例，根据负荷和污泥颗粒化进程通常可分为三个阶段，即：
1）启动初始阶段：反应器负荷通常小于2 kg COD/m3.day。
2）颗粒污泥出现期：该期内反应器负荷逐渐从2 kg COD/m3.day上升5 kg COD/m3.day，同时伴随大量细小絮状污泥的洗出，而在该阶段末期通常会有沉降性能良好的颗粒污泥的形成。
3）颗粒污泥成熟期：该期反应器负荷会进一步增加到5 kg COD/m3.day以上，这期间絮状污泥量会迅速减少，而颗粒污泥会加速生成。一旦反应器内充满成熟颗粒污泥之后，其有机负荷有望超过20kg COD/m3.day。
IC反应器同样分为上述三个阶段，但IC的有机负荷可达20-50 kg COD/m3.day。
高效水处理反应器设置不同的采样口（污水采样口、污泥采样口，配有阀门），可配置pH在线控制系统（可根据不同pH与酸碱调节泵联动）、温度控制系统、气体收集装置，流量显示系统，计算机可调节各参数进行控制，并自动记录数据。应用在IC和UASB厌氧反应系统的控制可以实现以下几个功能：
1. 通过监测有机物浓度变化的变化，自动调节进水流量和回流水量保证在维持不同运行阶段的有机负荷的条件下，维持工艺运行所需最佳的水力停留时间；
2. 伴随不同阶段有机负荷的变化，在线监测反应器内pH值、产气以及相关气体组分（根据需要），保障厌氧消解反应在正常的条件下运行；
3. 在维系厌氧反应器正常运行和出水COD达标的前提条件下，通过在线测试厌氧微生物的消化潜力，发掘系统处理废水的潜力或者实现产能的最大化。
某木薯酒精废水小试项目控制节点示意图：
专家控制系统
耦合基于模型的专家系统控制器与实时在线监测设备，开发适合石化行业废水厌氧处理的自动控制系统。研究物料含水率、C/N比、适宜的回流、曝气方式和比例、有效搅拌方式、适宜温度、pH值和碱度等多因素对废水生化处理的影响，实现以复杂物料为发酵原料的厌氧反应器的高效运行；构建系统数学模型，实现对新型高效厌氧反应器的动态模拟；通过针对关键工艺参数和运行条件的在线监测，采用数学模型的动态模拟和专家系统，实现对处理复杂物料的厌氧发酵装置的实时自动控制，实现废水评价装置的自动高效运行。