本发明属于污水控制技术领域的利用光微生物燃料电池处理畜禽养殖废水耦合生产生物柴油的装置及方法。本发明涉及的光生物燃料电池，包括接种光合细菌的透光阳极室和接种微藻透光阴极室，两室之间由质子交换膜隔开，阳极和阴极分别固定于阳、阴极室内。阳极室与空气隔绝形成厌氧环境，阳极光合细菌代谢畜禽养殖废水中的有机物产生质子和电子，阴极室接种的微藻吸收阳极出水氮、磷促进其生长，微藻光合作用提供了充足的溶解氧作为电子受体。本装置阳、阴极室接种光合微生物，提高了光利用率，阳极室光合细菌可用于生产菌蛋白，阴极室微藻可提取油脂。本方法具有有机物、N、P处理好，抗冲击负荷能力强、经济效益高等优点。