一体化设计、双腔室沼气发酵装置，涉及一种沼气发酵装置，包括有：物料存储池、定容物料室、加料泵、物料液化和酸化过程发酵腔和沼气发腔、沼液内循环搅动装置、自动加碱装置、沼液和渣出料口、沼液、渣分离沉淀池、沼液菌体蛋白絮凝池、太阳能集热器、沼气出气口、沼气脱硫塔、积水槽、升降式甲烷储存罐、在线甲烷浓度检测器、沼气发酵腔pH检测装置、沼气发酵腔水位检测装置、沼气液化、酸化腔和发酵腔温度检测装置、液化、酸化腔内循环控温装置、沼气池内氧化还原电位监测器、PLC控制装置；生产过程密闭装置内，没有臭气和有害气体排放，装置运行自控完成。可实现人畜禽排泄物无害化、沼气规模化生产，改善农村环境，增加生物质能的利用。