本发明属于环境保护技术领域，涉及一种以热预处理促进剩余污泥与黑麦草联合厌氧发酵产短链式脂肪酸的方法。本发明以热预处理促进剩余污泥与黑麦草联合厌氧发酵产短链式脂肪酸的方法，不但能达到污泥处理减量化、无害化、资源化的目的，而且能高效生产短链式脂肪酸。剩余污泥发酵产生的短链式脂肪酸能回用于城镇污水厂污水处理脱氮除磷工艺，减少购买外源碳的成本，实现城镇污水处理厂内部物质的多级利用，达到节能减排的目的。本发明，将城镇污泥与黑麦草按照碳氮比（C/N）19/1混合，预处理温度为60-120℃，处理时间为30分钟，发酵温度为30-40℃，pH值控制为4-7，经过7-16天的发酵，产短链式脂肪酸。