本发明涉及一种含油污水气浮悬浮层过滤装置，所述装置从下至上依次包括气水混合区、倒锥形絮凝区、悬浮层过滤区、絮体拦截器及聚结区；所述悬浮层过滤区中设有多个溢流沉降器。本发明将絮凝、气浮、氧化、悬浮层过滤、聚结、过滤结合为一体，设置了絮体拦截器、过滤器和多个溢流沉降器，处理效率高、形成过滤层快、适应性强、操作灵活稳定，适于各种含悬浮物污水处理，尤其是适于高矿化度、高密度含油污水的悬浮过滤。