一种二次发酵一体化厌氧消化罐，包括罐体，其特征在于：所述罐体包括内发酵罐和外发酵罐，所述外发酵罐的下部开设有与进料装置相连通的进料口，外发酵罐的上部与内发酵罐外壁之间设有挡泥板，挡泥板上方设有溢流管的入口，溢流管通入内发酵罐的下部；所述内发酵罐的上方开口处设有三相分离器，三相分离器连接设有出料管，从进料口进入的物料，在外发酵罐内发酵后产生的气体与液体通过溢流管进入内发酵罐实现二次发酵，本发明的二次发酵一体化厌氧消化罐结构简单并且占地面积小，产生沼气速率快，可使高浓度有机物经过两次厌氧消化，提高有机物利用率。