在生物处理系统中必须保持足够且恒定的生物群体，因此在二沉池中所沉淀的生物固体（污泥）一部分必须返回到曝气池，另一部分从二沉池中排放掉。返回到曝气池的生物量，是用来维持系统所要求的污泥浓度，降解进入系统中的有机物质。有机物越多，需要的生物量越大，要想维持系统所要求的污泥浓度，就必须保证回流污泥的量。

       在生物系统物料平衡中有如下关系式存在：

       X= Xr•R/(1+R)

       式中：R ---污泥回流比%；

　　　　　Xr---回流污泥浓度kg/m3；

　　　　　X ---混合液污泥浓度MLSS kg/m3

       由此式可看出:（1）想要得到预期的X（MLSS）值,就必须保证有一定的回流污泥浓度和回流污泥量；（2）X<Xr。回流污泥量，一般用回流比控制。对于平流式和辐流式二沉池一般采用R≤1.5;竖流式沉淀池R≤2.0，因为较大的回流比会加大二沉池分离区紊动程度，而影响沉淀过程。

       回流污泥浓度在很大程度上与活性污泥的性质和二沉池内污泥浓缩条件有关，活性污泥的浓缩性能不仅取决于SVI，还受到浓缩区高度、停留时间的影响。浓缩区的高度和停留时间与下列因素有关：固体负荷；二沉池进、配水方式；刮泥机种类与性能；污泥回流量及二沉池的池型等。

       在我国一般认为，混合液在量筒中沉淀30min后形成的污泥浓度基本上可代表混合液在二沉池所形成的污泥浓度，也即为回流污泥浓度。回流污泥浓度（Xr）与SVI之间有下列关系：

       Xr=r•106/SVI（mg/l）

       式中的r是考虑污泥在二沉池中的停留时间、池深、污泥层厚度等因素有关的系数，一般取1.2左右。

       德国在二沉池竖向设计中研究较多，并提出了二沉池底流污泥浓度（XB）与浓缩时间（tE）之间的关系式：

       XB=(103/SVI)•(tE)1/3 　（kg/m3）

       式中：SVI—污泥指数（L/kg）；

　　　　　 tE—污泥浓缩时间（h）。

       由此式看：污泥浓缩时间越长，底流污泥浓度则越高，回流污泥浓度越高，回流比R则可越小；另一方面活性污泥在二沉池浓缩区和刮泥区的停留时间应尽可能短，以免二沉池内污泥中的磷再次释放以及因脱氮而造成的污泥上浮现象。但是要精确的确定最佳浓缩时间和影响系数，还要做大量的研究工作。

       回流污泥浓度因受刮泥系统的影响,其浓度一般低于底流浓度,其减少值与所采用的刮泥系统有关。

       采用刮泥时：Xr≌0.7XB

       采用吸泥时：Xr≌0.5-0.7XB

       以上二式适用于机械刮吸泥式二沉池。