本发明涉及一种电化学耦合上流式厌氧生物反应装置及使用方法。该装置包括上流式厌氧生物反应器筒体、生物电极系统、恒温水浴系统，生物电极系统为所述的上流式厌氧生物反应器筒体内微生物体系提供电子供体，恒温水浴系统为所述的上流式厌氧生物反应器筒体提供恒温水浴；上流式厌氧生物反应器的污泥区设置一对可调电极面积和电极间距的生物电极，生物电极通过金属导线与反应装置主体外部的直流电源相连接，电极电压、回路电流以及阴极电势均通过装置主体外部连接的直流电源和电表进行实时监测和调控。本发明加速厌氧污泥颗粒化，实现反应器的快速启动和对氯代硝基苯的稳定降解，并且结构可靠、易加工、能耗小、运行稳定。