本发明公开了一种低强度超声波破解污泥与发酵液预处理农作物秸秆混合发酵的方法及其在改善中温两相厌氧消化中的应用，将污泥与秸秆混合后进行水解酸化，其中污泥经过低强度超声波预处理，污泥与秸秆混合后水解酸化的发酵液回流处理秸秆，经过发酵液处理的秸秆再与污泥混合后进行水解酸化。本发明改善污泥的中温两相厌氧消化性能，提高污泥的产气量和稳定性，缩短厌氧消化时间。