На підставі аналізу сучасного стану вирішення проблем очистки поверхневих вод від полідисперсних завислих часток за допомогою тонкошарового відстоювання та фільтрування запропоновано ідею суміщення тонкошарового відстоювання та фільтрування частково в межах тонкого шару та поза ним, для чого зверху тонкошарових каналів розміщено шар плаваючого зернистого завантаження, а в тонкошарові канали відстійника-фільтра подається або відводиться частина зернистого завантаження, що змінює довжину зони тонкошарового відстоювання та товщину шару фільтрувального завантаження залежно від якості та кількості оброблюваної води. Розроблено конструктивну схему тонкошарового відстійника-фільтра з плаваючим фільтрувальним шаром змінної висоти. Наведено результати експериментальних досліджень, які підтвердили ефективність запропонованого пристрою. Одержано теоретичні залежності розподілу швидкостей ламінарної течії в тонкошаровому каналі з течієнапрямним пристроєм, безвідривної ламінарної течії в даному пристрої, кінетики освітлення суспензії від товщини шару зернистого завантаження та часу фільтрування. Розроблено рекомендації щодо проектування та експлуатації запропонованого апарату.