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本发明涉及沼气生产设备领域,具体说是一种单池多床沼气发酵装置,包括壳体和支腿,所述壳体顶部和底部分别设置有进料口和出渣口,所述壳体内层叠设置有布料发酵单元,所述布料发酵单元包括分流器、上分散固菌床、下聚合固菌床和布料排气管,所述分流器固定设置于壳体的芯部,锥形面状的上分散固菌床设置于分流器的下方,倒锥面状的下聚合固菌床固定设置于上分散固菌床的下方;上分散固菌床的外锥面上交错圆周均布设置布料排气管,下聚合固菌床的内锥面上交错圆周均布设置布料排气管;所述出渣口的管道上竖直设置有溢流管,本发明的单池多床沼气发酵装置,建设成本较低,产气率和发酵浓度高,发酵原料利用率大大提升。