本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种功能性生物载体、其制备方法及应用。所述功能性生物载体包括：聚乙烯生物载体；以及复合在聚乙烯生物载体表面的负载层；负载层的成分包括聚甲基丙烯酸缩水甘油酯和碳材料。本发明先将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯通过辐照方法接枝到聚乙烯生物载体表面，再通过化学结合方法将聚乙烯生物载体表面接枝的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与碳材料相结合，制备出功能性生物载体。该载体相比传统聚乙烯生物载体具有更高的比表面积与表面电位，兼具良好的生物亲和性和导电性，在促进生物膜附着生长的同时增强微生物种间电子传递作用。该载体可作为移动床生物膜反应器的悬浮填料，提高废水生物处理效率和系统稳定性。