本发明涉及一种三段一体式矩形厌氧消化器，包括布料区、反应区、三相分离区，所述的消化器横截面为矩形，由下至上分别为布料区、反应区、三相分离区，三者融为一体；所述的布料区包括底板、侧壁下部、进料管，底板上表面接侧壁下部；反应区由侧壁中部围成，内部由下至上两侧相向布置有第一折流板和第二折流板，将反应区分为了三个区室，每个区室的上部为集气室；三相分离区包括侧壁上部、溢流堰、三相分离挡板、隔流板和顶盖，所述的顶盖上对应于三个集气室分别设有三个集气孔，用于收集产生的生物气。本发明结构紧凑、便于加工制作、易产业化，布料均匀、不易堵塞、处理效率高、液固传质效果好、耐有机负荷冲击能力强，同时可分段收集生物气。