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本发明公开了一种农业废弃物综合处理系统，涉及固体废物处理领域，包括预处理模块、厌氧发酵模块、沼气利用模块和好氧堆肥模块；所述预处理模块包括依次连接的分选装置、破碎装置和均质调节池，用于对农业废弃物进行分选、破碎和均质化处理；所述厌氧发酵模块包括厌氧发酵罐，所述厌氧发酵罐的进料口与所述预处理模块的出料口连接，用于对预处理后的废弃物进行厌氧发酵产生沼气和发酵残余物；该农业废弃物综合处理系统，通过基于厌氧发酵罐实时温度反馈的三通调节阀动态分配策略（厌氧罐＜37.0℃时全供厌氧、37.0‑38.0℃时PID调节、≥38.0℃时全供堆肥），实现了余热供给与各模块实际需热时段的精准匹配。