二次沉澱池，簡稱二沉池，是活性污泥系統的重要組成部分，用於澄清生物處理後的混合液並回收濃縮活性污泥。它的效果直接影響出水的水質和回流污泥的濃度。二沉池的處理對象是活性污泥混合液，這種污泥濃度高、有絮凝性、質輕、沉速較慢，泥水之間有清晰的界面，屬於成層沉澱。在二沉池中，除了進行泥水分離外，還起著泥泥濃縮的作用。它同時進行兩種沉澱，即層狀沉澱和壓縮沉澱。層狀沉澱滿足澄清的要求，壓縮沉澱完成污泥濃縮的功能。
在污水處理流程中，初次沉澱和生化池處理後的污水依然含有部分懸浮物和膠體物質，需要進一步處理。為了達到更高的污水處理效果，通常會引入二次沉澱池。二次沉澱池中通常會加入一些化學藥劑，如聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酸鹽(PAM)等，使污水中的懸浮物、膠體和溶解性有機物凝聚成較大的顆粒，便於後續處理。在二次沉澱池中，常用的藥劑包括聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酸鹽(PAM)等。其中，PAC主要起到混凝作用，促進懸浮物和污染物之間的凝聚。PAM則主要起到絮凝作用，使凝聚體形成較大的顆粒，便於沉澱。
在油氣井酸化過程中，酸液與地層岩石反應後，殘餘酸液因酸度降低，鐵、矽等化合物以沉澱析出，稱為二次沉澱。常見的沉澱主要有：矽酸及偏矽酸沉澱，氟矽酸鹽沉澱，氫氧化鐵沉澱等。控制酸液與油氣層岩石反應不產生二次沉澱，是酸化中酸液體系配伍性研究的重要技術內容之一。