مخزن سپتیک در واقع یک مخزن ته‌نشینی کوچک می‌باشد که به دلیل زمان ماند طولانی، فاضلاب در آن تحت اثر باکتری‌های غیر هوازی به حالت معلق در می‌آید. سرپوشیده نمودن آن به منظور جلوگیری از مزاحمت بوی نامطبوع می‌باشد.نظر به اهمیتی که مخزن سپتیک در کاهش آلودگی و مواد آلی فاضلاب دارد، اغلب به عنوان یک راه حل موقت دفع فاضلاب به‌کار می‌رود. در این روش کلیه فاضلاب منزل بوسیله فاضلاب رو ساختمان وارد مخزن می‌شود.
فعل و انفعالات درون سپتیک تانک پلی اتیلن
فعل و انفعالاتی که در مخزن سپتیک صورت می‌گیرد عبارتست از پالایش ابتدایی فاضلاب که همان ته‌نشینی است، حتماً موادی که در مخزن ته‌نشین و یا رونشین می‌شوند مراحلی از تصفیه را می‌گذرانند که درباره آن نیز مختصری گفتگو خواهد شد.
مخزن به نحوی طراحی می‌شود که فاضلاب ورودی به آن تقریباً‌بین یک تا سه روز باقی می‌ماند. در مدت مذکور مواد معلق نسبتا سنگین فاضلاب به صورت لجن در کف مخزن ته‌نشین شده و بیشتر مواد معلق سبک و از جمله روغن و چربی به تدریج به شکل کف غلیظی در سطح مایع شناور می‌شود. وقتی که مقدار فاضلاب وارد مخزن می‌شود به اندازه هم حجم آن پساب از لوله خروجی دفع می‌شود.
ته‌نشینی لجن در کف مخزن
لجن ته‌نشین شده در کف مخزن در اثر فعالیت باکتری‌های غیر هوازی تجزیه گردیده ایجاد گاز می‌نماید. نتیجه فعل و انفعالات مزبور، کاهش قابل ملاحظه حجم لجن می‌باشد و به همین دلیل معمولاً تخلیه لجن مخزن هر ۲ تا ۴ سال یکبار بر حسب زمان ماند اولیه ضرورت می‌یابد. در پساب مخزنی که صحیح طرح و اجرا شده است مواد معلق و تیرگی کمی وجود خواهد داشت معذالک هنوز کاملا صاف نیست و بوی مخصوص فاضلاب می‌دهد. بعلاوه پساب مزبور احتمالاً از نظر بهداشت به علت در برداشتن باکتری‌های بیماری زا، کیست و تخم کرمهایی که کاملا از بین نرفته‌اند مخاطره انگیز می‌باشد.
همزمان و متناوب با تجزیه لجن در مخزن گاز تولید می‌گردد که به صورت حباب‌های ریز به سوی سطح مایع صعود می‌نماید. گازهای مزبور در حین برخورد به فاضلاب وارده مولکولهای آن را با موجودات ریز که عامل اصلی عملیات تجزیه اند جذب می‌کنند. ذرات مزبور در سطح مایع تجمع یافته و به تدریج آن را سنگین و ضخیم می‌کند تا آنجه که کف مذکور در اثر افزایش وزن اندکی ریز سطح مایع قرار می‌گیرد. گسترش لایه‌های شناور گاهی به میزانی است که سطح زیرین آن حتی تا درون فاضلابروی اصلی نیز ادامه می‌یابد.
پیدایش این وضع معمولاً همزمان با افزایش لجن در کف مخزن است و در نتیجه گذرگاه فاضلاب در داخل مخزن آنقدر کوچک می‌شود که فرصت کافی برای ته‌نشین شدن مواد معلق فاضلاب تازه تخلیه شده باقی نمی ماند و در نتیجه در پساب مخزن مقدار قابل توجهی مواد شناور مشاهده خواهد شد. اشکال مزبور را می‌توان با تخلیه و تنظیف منظم مخزن مرتفع کرد.
مختل شدن ته‌نشینی
از طرف دیگر صعود حباب‌های گاز در درون مایع مخزن تا حدودی سیر طبیعی ته‌نشینی مواد جامد را مختل می‌کند. راه حل این مشکل ساختمان یک مخزن دو انباره است. به این ترتیب که مواد معلق سبک که از انباره اول خارج می‌شوند با شرایط مساعدتری در محیط آرام انباره دوم ته‌نشین می‌شوند. این کار به خصوص در مواقعی که حجم لجن ته‌نشین شده زیاد و تجزیه بیهوازی سریعاً در حال گسترش است، بسیار موثر می‌باشد. لجن انباره دوم معمولاً یکنواخت تر و کف متشکله در آن کمتر از انباره اول است. مواد معلق، پساب چنین دستگاهی نیز کمتر از دستگاه یک مخزنه است.
سپتیک تانک ساده‌ترین نوع تصفیه‌خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی ( ته‌نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های بیهوازی همزمان در آن انجام می‌گیرد.
جهت حذف چربی ها و مواد معلق پساب مکانهایی نظیر رستورانها، هتل ها، کارخانه جات و.. که دارای آشپزخانه بزرگی هستند استفاده می‌شود.
سپتیک تانک ساده‌ترین نوع تصفیه‌خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی ( ته‌نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های بیهوازی همزمان در آن انجام می‌گیرد.
سپتیک تانک تشکیل شده از استوانه سر پوشیده شده ای که معمولاً با بتن آرمه و در ابعاد مختلف ساخته می‌شوند. فاضلاب پس از ورود به انباره به دلیل کاهش سرعت جریان آن قسمتی از مواد معلق خود را به صورت ته‌نشینی از دست می‌دهد و از سوی دیگر انباره بیرون می‌رود و مواد ته‌نشین شده به صورت لجن در کف انبار جمع می‌شوند. این لجن حاوی ارگانیسم‌های زنده مفیدی می‌باشند. این ارگانیسم ها از فاضلاب ورودی به عنوان غذا فاضلاب را تصفیه می‌کند و به این دلیل حجم لجن در این سیستم تقریباً ثابت بوده و تا چند سالی نیاز به تصفیه لجن ندارد.
محاسن سپتیک تانک:
- سرعت اجرا
- مناسب برای زمین‌های دژ و یا زمین‌هایی که قدرت جذب بسیار کمی دارند و یا مناطقی که سطح آب‌های زیر زمینی در آن بالا باشد
- به دلیل استقرار در زمین مکانی را اشغال نمی‌نماید
- هزینه بسیار مناسب- بدلیل عدم استفاده از وسایل الکترومکانیکال نیازی به تعمیر و هزینه‌ی نگهداری و اپراتور ندارد.
و نهایتا اینکه سپتیک تانک حوض ته‌نشینی ساده ایست که در آن فاضلاب با سرعتی کم و به طور مداوم در جریان است لذا مواد معلق ته‌نشین شده به صورت لجن در کف انباره با کمک باکتری‌های بیهوازی هضم می‌شود، و در نتیجه تبدیل به مواد آبکی و گازی شکل می‌شود و از حوض خارج می‌شود لذا از مقدار لجنی که باید تخلیه شود کاسته می‌شودبه طوریکه تخلیه لجن حداکثر یک بار درسال و در نهایت ۵ سال یکبار نیاز به خالی کردن پیدا می‌کند. نکته مهمی که باید حتماٌ رعایت شود این است که در تمام مدت مقدار فاضلابی که از سپتیک خارج می‌شود برابر با مقدار فاضلابی باشد که وارد سپتیک تانک می‌شود.
مکان یابی سپتیک تانک دور از مسیر نهرها و آبگیرها باشد، در سطحی هموار ساخته شود، سپتیک تانک در جهت مخالف وزش بادهای غالب ساخته شودچند نکته:
- طول انباره مستطیل شکل را ۲ تا ۴ برابر پهنای آن انتخاب می‌کنند.
- عمق موثر برای انباره باید ۱.۲ متر باشد، عمق موثر عبارتست از فاصله آزاد فاضلاب تا کف سپتیک تانک.
- فاصله سطح فاضلاب تا سقف انباره حداقل باید ۳۰ تا ۴۰ سانتی‌متر باشد.
برای زلال سازی بهتر فاضلاب معمولاٌ سپتیک تانک‌ها را دو یا سه مخزنه می‌سازندکه حجم قسمت اول را دو برابر حجم قسمتهای بعدی طراحی می‌کنند. که این امر به منظور جلوگیری از نوسانات سطحی فاضلاب و طولانی تر کردن تخلیه لجن صورت می‌گیرد.
- ضریب تبدیل آب مصرفی به فاضلاب معمولاٌ برابر ۸۰ درصد در نظر گرفته می‌شود.
- میزان تولید فاضلاب با توجه به سرانه مصرف آب و ضریب تبدیل آن به فاضلاب برای زمان ماند ۱۲ تا ۱۵ ساعت (به دلیل عدم حضور پرسنل عملیاتی در طول روز) طراحی می‌شود.
طرز ساخت فضای داخل سپتیک تانک
جریان فاضلاب بین مخازن توسط لوله با قطر ۱۰ تا ۱۵ سانتی‌متر برقرار می‌شود، ممکن است این امر بوسیله سوراخهایی که در دیواره جداکننده به فاصله ۳۰ تا ۴۰ سانتی‌متر از سطح آزاد فاضلاب تعبیه می‌شند انجام گیرد تا مواد شناور از انباره فاضلاب سرریز نشود. فاصله مرکز تا مرکز لوله‌ها و یا سوراخها ۳۰ سانتی‌متر در نظر می‌گیرند.
بمنظور خروج گازهای ایجاد شده از تجزیه فاضلاب در فضای سپتیک، از لوله ای به قطر ۱۰ سانتی‌متر استفاده می‌شود. برای جلوگیری از ایجاد مزاحمت توسط بو ارتفاع لوله تهویه را حداقل ۱.۵ متر بالاتر از ارتفاع بالاترین ساختمان در نظر می‌گیرند. همچنین برای جلوگیری از ورود و یا افتادن جانوران و پرندگان به لوله تهویه دو کار صورت می‌گیرد: یا در انتهای آن توری نصب می‌کنند و یا با نصب زانوی ۹۰ درجه امتداد دهانه خروجی لوله تهویه را به طرف زمین بر می‌گردانند. برای بازدید، تمیز کاری و تعمیر کردن تانک، تعبیه دریچه عبور انسان ضروری است. بمنظور جلوگیری از حرکت اغتشاشی فاضلاب ورودی که ممکن است موجب خروج کف ناشی از عمل تجزیه فاضلاب گردد از مانع استفاده می‌کنند.
این مانع ممکن است با نصب سه راهی و تغییر جهت دادن لوله ورودی داخل تانک از حالت افقی به عمودی عملی گردد. معمولاٌ انتهای لوله ورودی را حدود ۳۰ سانتی‌متر و انتهای لوله خروجی فاضلاب را ۴۵ سانتی‌متر پایین تر از سطح آزاد فاضلاب نصب می‌کنند.در حال حاضر حداکثر جمعیتی که می‌توان فاضلاب حاصل از فعالیت انها را با سپتیک تانک تصفیه نمود ۳۰۰ تا ۴۰۰ نفر توصیه شده است.
با نصب دیواره در داخل فضای سپتیک تانک حجم آن را به دو قسمت تقسیم می‌کنند، به طوریکه حجم فضای مربوط به ورود فاضلاب دو برابر حجم فضای قسمت خروجی باشد.
محاسبات سپتیک تانک
برای محاسبه حجم سپتیک تانک اطلاع از مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز در ساختمان ضروری است.
حجم سپتیک تانک بر حسب مقدار فاضلاب تخلیه شده در آن متفاوت و بشرح زیر است:
- اگر حجم فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز تا ۲ متر مکعب باشد، حجم تانک ۳ متر مکعب منظور می‌شود
- اگر حجم فاضلاب ۲ تا ۶ متر مکعب باشد، حجم تانک ۱.۵ برابر حجم فاضلاب محاسبه می‌شود.
- اگر حجم فاضلاب ۶ تا ۶۰متر مکعب باشد حداقل حجم تانک مطابق رابطه زیر به‌دست می‌آید: V=4500+0.78Q
مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز Q= حداقل حجم سپتیک تانک V=
حوضچه چربی گیر در ساختمانهای مجهز به آشپزخانه بزرگ و در موسساتی که مقدار فاضلاب آشپزخانه زیاد باشد، حوضچه چربی گیر ضروری است. حجم حوضچه چربی گیر ۵ لیتر برای هر نفر کافی است و حداقل حجم قابل قبول نیز ۱۲۰ لیتر می‌باشد.
بهره برداری از سپتیک تانکزمان تخلیه سپتیک تانک به طور معمول و در شرایطی که ظرفیت تانک خوب محاسبه شود و از ریختن مواد غیر از فاضلاب جلوگیری شود، حدود یک سال مناسب خواهد بود. از ریختن مواد ضد عفونی کننده به داخل سپتیک تانک به علت از بین بردن باکتری‌ها خودداری شود. تمام لجن نباید از تانک تخلیه گردد زیرا مقداری لجن برای شروع مجدد فعالیتهای میکروب لازم می‌باشد
دفع فاضلاب تصفیه‌شده خروجی از سپتیک تانک پساب خروجی سپتیک تانک را بر حسب نفوذ پذیری زمین به دو طریق دفع می‌کنند:۱. در زمین‌های با نفوذ پذیری زیاد، ترانشه ای به عمق ۴۵ سانتی‌متر حفر کرده و پساب سپتیک تانک را در آن تخلیه می‌کنند. در زمین‌های با نفوذپذیری کم، فاضلاب خروجی از سپتیک تانک را به داخل چاه جذبی هدایت می‌کنند
در صورتیکه زمین از نفوذپذیری کمی برخوردار باشد بیاد با ایجاد ترانشه‌هایی پر از شن و ماسه دانه بندی شده سطح تماس فاضلاب با زمین را افزایش داد.ظرفیت نفوذپذیری زمین ظرفیت نفوذپذیری زمین برای فاضلاب کمتر از آب است، زیرا مواد اضافی موجود در فاضلاب موجب بوجود آمدن مواد ژله ای می‌شود. بنابر تعریف، مدت زمانی که لازم است سطح آب در داخل چاله ای به ابعاد ۳۰ در ۳۰ سانتی‌متر و عمق ۴۵ سانتی‌متر، به اندازه ۲.۵ سانتی‌متر پایین رود، ظرفیت نفوذ پذیری زمین گفته می‌شود.
نکته: قبل از انجام آزمایش زمین محل آزمایش را باید خیس کرد و آزمایش را انجام داد.سطح زمین لازم برای جذب فاضلاب تصفیه‌شده به صورت زیر محاسبه می‌شود: با داشتن زمان جذب در صورتیکه از لوله سوراخدار و ترانشه جهت دفع فاضلاب استفاده می‌شود، می‌توان از رایطه زیر استفاده کرد.
Q = 1.3 /Ta + 7.5
Q: دبی فاضلاب یا بار سطحی فاضلاب وارد بر سطح جذب کننده بر حسب m3/m2.d از سطح کف ترانشه
Ta: زمان جذب بر حسب دقیقه
با اطلاع از مقدار کل فاضلاب و مساحت لازم برای جذب آن می‌توان با استفاده از جدول زیر طول ترانشه‌ها را حساب کرد:
برای تداوم عمل تصفیه و تسریع والکنشهای بیولوژیکی توسط باکتری‌های هوازی عمق ترانشه را خیلی کم و حدود ۹۰-۴۵ سانتی‌متر در نظر می‌گیرند، قطر لوله پخش که در کف ترانشه نصب می‌شوند حدود ۱۰ سانتی‌متر و طول آن برای واحد‌های کوچک ۱۰۰ متر است. جنس لوله پخش کننده فاضلاب معمولاٌ سفال می‌باشد. شیب لوله‌ها اگر ۱۰۰ متر باشد ۳/. درصد و اگر ۳۰۰-۱۰۰ متر باشد، ۵/. درصد انتخاب می‌شود. حداقل فاصله بین دیواره دو ترانشه معمولاٌ یک متر انتخاب می‌شود.
در دفع فاضلاب در صافی‌های شنی معمولاٌ دو ردیف لوله استفاده می‌شود ردیف بالا به قطر ۱۰ سانتی‌متر برای پخش فاضلاب در صافی و ردیف زیرین برای جمع آوری فاضلاب صاف شده تعبیه می‌شود. مقدار فاضلابی که در هر متر مربع از صافی شنی در روز می‌تواند عبور کند ۴۵ لیتر است که معادل زمان جذب در حدود ۲۳ دقیقه می‌باشد. عمق بستر ماسه ۷۵ سانتی‌متر است.
در صورتیکه از چاه برای دفع پساب سپتیک تانک شود، مقدار فاضلاب جذب شده در هر متر مربع سطح دیواره چاه از رابطه زیر به‌دست می‌آید:
Q = 1.76 /Ta + 7.5 Q: مقدار فاضلاب جذب شده بر حسب m3/m2.d Ta: زمان جذب بر حسب دقیقه
در محاسبالت نفوذپذیری چاه سطح کف چاه را در نظر نمی‌گیرند، همچنین برای جلوگیری از آلودگی آب‌های زیر زمینی لازم است کف چاه حداقل ۳-۱.۵ متر بالاتر از سطح آب زیر زمینی باشد.