本发明涉及一种污水处理装置，属于污水处理领域，具体为生物膜电极-UASB耦合反应器，包括反应器筒体、生物膜电极体系、电化学测试系统和阴极电势测试装置；反应器筒体内从下往上依次包括布水板、生物膜电极体系；生物膜电极体系与三相分离器之间为污泥床区；生物膜电极体系包括阳极、阴极，阴极电势测试装置包括参比电极、盐桥、密封电解液，盐桥将阴极附近的污泥床区与密封电解液连通；参比电极一端与密封电解液连接，另一端与电化学测试系统连接。本发明提供的生物膜电极-UASB耦合反应器，通过微电场与微生物的耦合作用，促进微生物对有机污染物的氧化代谢，提高COD去除率；同时微电场可促进体系内电子传递，提高污染物降解速率。