本发明公开了一种纤维乙醇生产废水资源化系统，同时，提供一种利用该系统进行纤维乙醇废水资源化综合利用的工艺方法。沼气发酵采用高温沼气发酵与中温沼气发酵串联的发酵方式，使发酵效率更高，沼气产能高，CODCr去除率有效达到95-98%，发酵更加彻底，从而有效提高发酵出水的回用率，降低对淡水资源的消耗，减少后续废水处理量和处理成本，一级高温发酵采用快速、大量发酵生产沼气，从而有效地使废水中80-85%的有机物转化为沼气，高效、快速；二级发酵罐通过中温发酵更进一步发酵，充分将水中的有机物转换为沼气，以提高沼气发酵罐的出水水质，使出水中有机物含量降至2-5%以下，极大地提高了纤维乙醇生产废水的回用率。