本实用新型提供一种石墨烯薄膜电极电催化装置，涉及污水处理设备技术领域，包括机体，机体的底部通过连接管连接水泵的出水口，水泵的进水口连接进水管，机体的内部分隔为第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，机体的一端侧壁设有第一钛电极板，第一隔板的一端侧壁通过固定槽连接第一石墨烯薄膜电极，第一钛电极板和第一石墨烯薄膜电极相对设置，第二隔板的一端侧壁设有第二钛电极板，第三隔板的一端侧壁通过固定槽连接第二石墨烯薄膜电极，第二钛电极板和第二石墨烯薄膜电极相对设置，第四腔室内设有过滤管，第三隔板贯穿设有通孔，过滤管的一端连接通孔，另一端贯穿机体的顶部侧壁。本实用新型对废水处理效果好，便于清理。