본 발명에 따른 미생물 역전기 투석 시스템은, 금속전극에 탄소체가 브러쉬 형태로 배치되고, 상기 탄소체 표면에 전기활성 박테리아가 접종된 음극과 음극액을 포함하는 음극실; 활성탄 기반의 다공성 기재인 양극과 양극액을 포함하는 양극실; 상기 음극실과 양극실 사이에 양이온 교환막 및 음이온 교환막이 교대로 배치되는 역전기투석 스택; 및 상기 양이온 교환막 및 음이온 교환막 사이에 배치되는 가스켓;을 포함하고, 상기 음극액 및 양극액에서 선택되는 어느 하나 또는 둘의 전해액은 중탄산나트륨을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 미생물 역전기 투석 시스템을 포함하는 전력생산장치를 이용하여 전력을 생산함으로써, 유기 오염물질을 제거하고, 전기에너지 공급원 없이 염분차에 의한 고효율의 전력생산이 가능하다는 점에서 저에너지 소비형 해수 전처리 기술을 제공할 수 있다.