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二沉池设计需考虑水力负荷、固体表面负荷、池边水深、溢流率、排泥容积及设备选择等因素，以确保处理效率和降低能耗。
(1)水力负荷一般为0.5～1.8m3/(m2 · h)，处理工业废水时，活性污泥中有机物比例较大，曝气池混合液的SVI偏高，与其配套的二沉池宜采用较低的表面水力负荷。
(2)为保证污泥能在二沉池得到足够的浓缩，以便供给曝气池所需浓度的回流污泥，二沉池的固体表面负荷为150kg/(㎡· d)，斜管(板)二沉池的固体表面负荷可扩大到192kg(㎡· d)。
(3)二沉池池边水深宜采用2.5～4m，具体值与池体的大小有关，二沉池直径越大，池边水深也应当适当加大，否则二沉池的水力效率将降低、有效容积将减小。对于直径分别为10～20m、20～30m、30～40m和＞40m的二沉池，池边水深分别为3.0m、3.5m、4.0m和4.0m。当由于各种原因达不到上述池边水深时，为了维持沉淀时间不变，必须采用较低的表面负荷值。
(4)二沉池出水堰的溢流率(或负荷)为1.5～2.9L/(m·s)。
(5)采用机械排泥时，二沉池污泥区的容积要按污泥浓缩到所需浓度的停留时间来计算。活性污泥法二沉池污泥区的容积般为2～4h污泥量，而且要有连续排泥措施。生物膜法二沉池污泥区的容积一般为4h污泥量。
(6)为降低能耗，污泥回流最好使用螺旋泵或轴流泵等低扬程、大流量的设备。如果采用鼓风曝气，也可使用气提泵，以简化设备管理和维修。
