本实用新型提供了一种污泥资源化处理装置，包括第一反应箱、第二反应箱、第一储气罐和第二储气罐；在所述第一反应箱上设置第一进料管路、第一出料管路和第一排气管路；所述第一反应箱通过第一排气管路连通所述第一储气罐，通过第一出料管路连通所述第二反应箱；在所述第一反应箱内设置负载产氢产乙酸菌ZR‑1的第一发酵层；在所述第二反应箱上设置进气管路、第二排气管路和第二排泥管路；所述第二反应箱通过进气管路连通所述第一储气罐，通过第二排气管路连通所述第二储气罐；在所述第二反应箱内设置负载海沼甲烷球菌S2的第二发酵层。本实用新型用于降低能耗，提高有机物降解率和甲烷产量，解决碳排放问题。