本发明涉及一种从废弃物和废水中提取还原能的生物电化学装置及方法。该装置包括作为反应器的阳极室，导电器壁、隔膜、阳极、外电路，以及负载或外加电源，导电器壁是反应器的阴极，阴极作为反应器主体结构或者作为独立阴极嵌入到阳极室中。多个该装置可以并联或者串联做成集成装置，增加处理能力。该装置可以工作在生物燃料电池或生物电解池模式下，或者两种方式交替运行，工作过程控制废水的pH值在4到9之间。