本实用新型公开了一种煤层气产出水深度处理的装置，包括格栅、调节池、物化池、人工湿地，格栅设置在污水进水段，格栅后设置调节池，调节池内设置提升泵和排泥泵，调节池底部沿着排泥泵方向做1-3‰坡降，排泥泵低于调节池底部40-60cm，所述的调节池内部安装的提升泵通过液位控制其启闭，高开低关，提升泵通过管道连接物化池上部，物化池内铺设吸附填料，吸附填料将以框式整体装填，物化池下部管道连接人工湿地。本实用新型装置建设费用较常规处理技术节约1/3-1/2；运行费用大大降低，不到常规生化处理运行费用的一半；系统出水达到农业灌溉水质要求，对周边环境不造成污染；在去除产出水污染物、实现水资源回用的同时，具有较好的景观效果。