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Bản vẽ chi tiết hầm phân tự hoại 3 ngăn

Chia sẻ: Mr An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

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Có 1 thực tế là nhiều kỹ sư ( nhất là những người mới ra trường ) có thể thiết kế nhà mấy chục tầng ,nhưng lại không biết thiết kế hầm phần ra sao (mặc dù chỉ là nhà dân). Có rất nhiều dạng hầm phân , ở đây mình chỉ giới thiệu bản vẽ chi tiết của 1 dạng để mọi người tham khảo ( nguồn từ wedo.com).

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Nội dung Text: Bản vẽ chi tiết hầm phân tự hoại 3 ngăn

  1. Bản vẽ chi tiết hầm phân tự hoại 3 ngăn Có 1 thực tế là nhiều kỹ sư ( nhất là những người mới ra trường ) có thể thiết kế nhà mấy chục tầng ,nhưng lại không biết thiết kế hầm phần ra sao (mặc dù chỉ là nhà dân). Có rất nhiều dạng hầm phân , ở đây mình chỉ giới thiệu bản vẽ chi tiết của 1 dạng để mọi người tham khảo ( nguồn từ wedo.com) Chào các bạn, Xin góp một bản vẽ phát họa hầm tự hoại 3 ngăn phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long.
  2. Bác Nguyenthu là dân kì cựu rồi, em đâu dám múa rìu qua mắt thợ. Theo như em biết, tác dụng của hầm phân là lắng lọc, xử lý chất thải bẩn trước khi đưa ra đường cống chính. Có 3 phương pháp làm sạch nước thải : làm sạch cơ học, làm sạch hoá lý, làm sạch sinh học. Ở đây ta chủ yếu dùng biện pháp lọc cơ học: 1. Ngăn chứa : Nhiệm vụ chính là tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước như cát, xương, hạt quả, phân,...ra khỏi nước thải.Thực chất là bể lắng đợt 1. Đáy bể lắng thường làm dốc i=0.01 để thuận tiện khi cào gom cặn lắng , cặn được đưa vào hố thu cặn ở đầu bể 2. Bể lắng :đợt 2 ; tách các vật chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước thải ( bùn, rác vụn, xác sinh vật...). 3.Bể lọc : ứng dụng để tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách lọc chúng qua lưới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc là vật liệu có nhiều lỗ bọt . Như ta thấy trên hình vẽ : giữa 2 tấm đan BTCT có đục lỗ là gạch vỡ, than củi hoặc than xỉ. Sở dĩ dùng than củi hay than xỉ để lợi dụng sự hoạt tính của than ma góp phần làm trong nước thải hơn sau khi lọc.Nước từ bể lắng được đưa tới phân phối đều trên toàn diện tích bề mặt bể, đi qua lớp vật liệu lọc,được làm sạch và theo các ống máng có đục lỗ rút đi. Việc làm sạch nước được thực hiện nhờ các màng sinh vật xuất hiện trên bề mặt lớp vật liệu lọc khi tiếp xúc với oxy của không khí xâm nhập từ bề mặt bể ,các lỗ ở thành bểvà từ khoảng trống ở đáy bể , sẽ oxy hoá các chất hữu cơ . Để phân phối nứơc chảy đều trên bể người ta thường dùng các máng răng cưa hoặc ống châm lỗ 4.Ống thông hơi vượt lên cao qua khỏi mái nhà tối thiểu là 0,7m và cách xa cửa sổ, ban công , nhà láng giềng tối thiểu là 4m, để dẫn các khí độc , hơi nguy hiểm có thể gây nổ trong qua trình phân huỷ của các chất hữu cơ (NH4,H2S,C2H2,CH4) ra khỏi mạng lưới thoát nước bên trong nhà, Đó là những hiểu biết của mình, mong mọi người chỉ giáo Nếu kích thước lớn thì bạn có thể tính toán như hồ nước ngầm, nhưng đối với mấy cái nhỏ như nhà dân thì bạn chỉ cần tường 200 xây gạch thẻ (4x8x18) 2 lớp cũng được 1) Bể lắng thứ nhất : cũng hay, thông thường tôi chỉ dùng cho trạm xử lý chất thải lớn mà thôi . Ở đây phân sẽ chìm xuống, bể cần có ống thông hơi.
  3. 2) Bể thứ hai : chất phân phải được các vi-trùng kỵ khí làm cho nó rửa ra, nổi lên trên mặt rồi tan ra, cho nên không thể có ống thông hơi với bên ngoài. Nếu có thông với bể thứ ba, ống thông phải chìm (bạn đã thiết kế ông thông bên trên, nó sẽ nhận oxy của bể thứ ba, như vậy sợ kết quả không tốt) 3) Bể thứ ba : cần thông hơi với bên ngoài để các phản ứng sinh ra SH2 (khí thối), N² (nitrogène)... bay đi, ta sẽ còn lại sau bể này nước trong và Carbon (C) lắng xuống làm đen các thành bể hay thành ống. Thường sau đó, nếu muốn cho kết quả hoàn hảo khi ta đổ ra vườn (nếu không có cống), thì cho nước thải này đi qua một lớp đá sỏi, nó có thì giờ bay hơi thối ra ngoài, và cặn bẩn cũng dính lại, trước khi tràn ra các ao hô thiên nhiên. Tùy theo điều kiện mà sự xử lý chất thải nhanh hay chậm, cho nên ta phải tính thể tích bể cho đúng, đủ lớn, nếu không có ngày các bể này nghẹt đi, phải bơm ra . Ngoài ra, khi thiết kế, phải tránh các nước xà-phòng, dầu, v.v... có thể giêt hại các vi-trùng, cho nên ống nước thảy này chỉ nhận nước các cầu tiêu, bồn đái (urinoir). Trước khi cho xử dụng, cần bỏ giống (một loại hạt, có chứa nhiều vi-trùng vào trong hầm để cho phản ứng được nhanh lúc đâu. Hiên tại ở Âu-châu, cho một gia đình, đã có những bể tiền chế 3 ngăn bằng plastic rât nhẹ (khoảng 3m³), chỉ cần mua về, lắp vào thôi . Dĩ nhiên các bể này đã thư" nghiệm xong, chắc ăn hơn. Các bạn mua về, xong đề nghị hãng plastic nào đó làm theo, bán ra trên thị trường sẽ giản dị hơn. Hy vọng là đã giúp được các bạn, vì việc này quan trọng lắm, hầm huỷ phan mà không hủy xong rất là nguy. Các bạn nên tìm hiểu thêm. Guide pour l'étude des technologies conventionnelles de traitement des eaux usées d'origine domestique 3.4 FOSSE SEPTIQUE 3.5 PRÉFILTRE 3.4.1 Capacité 3.6 PIÈGE À MATIÈRES GRASSES 3.4.2 Géométrie 3.4.3 Autres caractéristiques
  4. 3.4.4 Ventilation 3.7 TYPES D’ÉLÉMENTS ÉPURATEURS 3.4.5 Fosses septiques en série ou en parallèle 3.4.6 Localisation Suite du chapitre 3 3.4.7 Entretien 3.4 FOSSE SEPTIQUE Le système de prétraitement le plus couramment utilisé préalablement au Figure 3.4 - Fosse traitement des eaux usées par infiltration dans le sol est la fosse septique. Elle septique sert à rendre les eaux usées compatibles avec une infiltration dans le sol. Les matières les plus lourdes sédimentent et forment un dépôt de boues au fond de la fosse alors que les matières les plus légères telles que les graisses flottent et s’accumulent en surface. Les principales caractéristiques des fosses septiques sont illustrées à la figure 3.4. Cliquez pour agrandir 3.4.1 Capacité La capacité de la fosse septique doit être suffisante pour permettre l’accumulation des boues et des matières flottantes en plus d’assurer assez d’espace entre les boues et les matières flottantes pour maintenir une séparation efficace des solides entre deux vidanges. L’approche généralement utilisée dans le passé pour établir le volume effectif d’une fosse septique était basée sur les recommandations du Manual of Septic Tank Practice, publié pour la première fois en 1957 par le U.S. Department of Health, Education, and Welfare - Public Health Service. Selon cette approche, plus le débit est important, plus le temps de rétention est réduit. Le volume recommandé varie entre 1,5 fois le débit journalier pour un débit de 3 240 L/d et 0,75 fois le débit journalier plus 4 260 L pour les grands débits. À titre de comparaison, le temps de rétention réel dans les fosses septiques desservant des résidences isolées peut atteindre 3 à 4 jours. Des références plus récentes démontrent un net changement de tendances aux États-Unis. Il est recommandé dans A Reference Handbook on Small-Scale Technology, publié en 1985 par le U.S. Department of Housing and Urban Development, Office of Policy Development and Research, Washington D.C., de prévoir un volume effectif d’au moins 1,5 fois le débit quotidien. Salvato (1992) mentionne qu’une grande fosse septique ne devrait jamais avoir un temps de rétention de moins de 24 à 72 heures. Il propose même, pour des établissements commerciaux ou institutionnels dont la majeure partie du débit se trouve concentrée à une période donnée de la journée, de majorer le volume de la fosse septique en proportion. Plusieurs États américains exigent maintenant un volume effectif de l’ordre de 1,5 fois le débit quotidien ou plus. Crites et Tchobanoglous (1998) recommandent comme règle simplifiée que le volume d’une grande fosse septique soit égal à 5 fois le débit moyen. Les problèmes de mauvais fonctionnement d’installations septiques se produisent davantage dans les grandes installations et les phénomènes complexes de remontée hydraulique peuvent se produire même dans des grandes fosses septiques. Il y a donc lieu d’adopter une approche sécuritaire dans le prétraitement des grands débits pour maximiser la protection de l’élément épurateur. Compte tenu des raisons mentionnées ci-dessus, le volume effectif recommandé pour une fosse septique est d’au moins 1,5 fois le débit de conception pour tous les débits supérieurs à 3 240 L/d. Dans les cas où les variations de débits sont connues (à partir de mesures de débits ou autres relevés détaillés), les valeurs de débits peuvent être disponibles pour différentes conditions telles le débit moyen, le débit moyen soutenu (nappe haute, occupation haute saison ou autre), débit maximal journalier (journées à usage exceptionnel, débit de captage ou autre) et débit de pointe horaire ou maximal. Dans des cas semblables, un volume effectif égal à 1,5 fois le débit moyen soutenu pourrait être acceptable, mais on devrait s’assurer qu’il soit au moins égal à une fois le débit maximal journalier.
  5. 3.4.2 Géométrie a) Compartimentation La pratique généralement établie consiste à diviser la fosse septique en deux compartiments dans des proportions d’environ 2/3 du volume pour le premier compartiment et 1/3 pour le deuxième. Certains auteurs remettent en question cette pratique en se basant sur le principe qu’il serait théoriquement plus efficace d’avoir un grand décanteur que deux petits décanteurs surchargés hydrauliquement afin de pouvoir bénéficier davantage de l’entière superficie pour accumuler les boues. En raison de l’accumulation à long terme des boues et des gaz de digestion ainsi que de sa profondeur réduite comparativement à un décanteur, une fosse septique est plus vulnérable à des remises en suspension et à l’entraînement de boues vers la sortie. La division en deux compartiments de volumes inégaux minimise les oscillations à la suite de chocs hydrauliques. La présence d’un deuxième compartiment dans lequel il y a moins de boues accumulées et pour lequel les turbulences hydrauliques causées par le débit d’entrée sont déjà amorties dans le premier compartiment demeure un élément de sécurité important pour prévenir l’entraînement de boues jusqu’à la sortie en cas de perturbations hydrauliques. La division de la fosse septique en deux compartiments dans des proportions de 2/3 - 1/3 est donc recommandée, tout en s’assurant que la superficie du premier compartiment est suffisamment grande pour assurer une bonne décantation. La cloison séparatrice entre les deux compartiments doit prévenir le transfert des boues et des écumes d’un compartiment à l’autre en engendrant le moins de courant hydraulique possible dans la fosse. Elle doit être munie d’une ouverture continue sur toute la largeur de la fosse ou d’ouvertures multiples également réparties sur toute la largeur, d’au moins 125 mm de hauteur, situées à environ 25 à 40 % de la hauteur du liquide par rapport à la surface. S’il s’agit d’ouvertures multiples, la largeur totale de celles-ci devrait être égale à au moins 50 % de la largeur de la fosse septique. La cloison doit monter jusqu’à au moins 150 mm au-dessus du niveau du liquide pour permettre de retenir les écumes et un espace libre d’au moins 25 à 50 mm doit être conservé au-dessus de celle- ci pour permettre la libre circulation de l’air. Des espaces plus grands peuvent être requis en fonction des spécifications du paragraphe a) de la section 3.4.3. b) Rapports dimensionnels Les dimensions des fosses septiques résidentielles sont normalisées (norme NQ 3680-905). On trouve cependant peu de recommandations précises relatives à la géométrie des grandes fosses septiques dans la littérature. La fosse septique doit être conçue de façon à avoir des volumes adéquats pour l’emmagasinage des boues et des écumes tout en optimisant les conditions de décantation. Il est généralement reconnu qu’une superficie plus grande favorise une meilleure efficacité. Les rapports géométriques les plus fréquents pour des fosses septiques de volume ne dépassant pas 4,8 m3 sont : • hauteur liquide entre 0,8 m et 1,8 m; • largeur entre 1 et 2 fois la hauteur liquide; • longueur entre 2 et 3 fois la largeur. L’application de ces balises limiterait le volume maximal d’une fosse septique à 70 m3. De plus grandes hauteurs de liquides peuvent donc être considérées pour les grandes fosses. Il faut toutefois s’assurer de maintenir une superficie suffisante pour ne pas affecter le rendement de la fosse. La hauteur du liquide peut également être limitée par les facilités d’entretien et de vidange de la fosse, une hauteur du liquide supérieure à 3 m, en tenant compte de la profondeur d’enfouissement (fond de la fosse à 4,5 m de la surface du sol), pouvant devenir problématique pour les équipements de vidange courants.
  6. c) Cas particuliers à débit de pointe élevé Les critères habituellement utilisés en décantation, principalement le taux de charge hydraulique superficiel, ne sont généralement pas spécifiés dans la littérature relative aux fosses septiques. Toutefois, à titre d’exemple, la charge hydraulique superficielle pour une résidence, sur l’ensemble de la fosse, serait de l’ordre de 0,7 à 1,0 m3/m2.d au débit de conception journalier. Les rapports de dimensions ci-dessus pour les grandes fosses septiques donnent des taux de charge hydraulique superficielle de 0,72 m3/m2.d à 1,95 m3/m2.d pour le débit de conception, soit un ordre de grandeur assez comparable. Puisque la décantation et, à plus forte raison, le comportement d’une fosse septique ne dépendent pas uniquement du débit de conception (débit moyen soutenu ou débit journalier maximal) mais dépendent surtout du débit de pointe, il y a lieu d’être très prudent dans la conception d’une fosse septique si des pointes importantes peuvent se produire. En considérant un cas limite d’une résidence où 25 % du débit de conception serait acheminé à la fosse sur une période de une heure, le taux de charge hydraulique résultant d’un tel débit de pointe serait de 4 m3/m2.d sur l’ensemble de la fosse et de 6 m3/m2.d sur le premier compartiment. Ces taux sont sensiblement comparables à celui déjà recommandé pour de petits décanteurs dans U.S. Army Technical Manual - Domestic Wastewater Treatment (1978), qui est de 4 m3/m2.d à débit moyen et de 8 m3/m2.d à débit maximal. Considérant que les conditions d’exploitation d’une fosse septique sont plus critiques que celles d’un décanteur à cause des boues accumulées et des gaz de digestion, on peut s’interroger sur l’efficacité des fosses septiques dont le taux de charge hydraulique sur le premier compartiment dépasserait sensiblement un tel ordre de grandeur, soit 4 m3/m2.d pour le débit maximal journalier et 8 m3/m2.d pour le débit de pointe horaire. Il peut donc être préférable d’installer une fosse septique plus grande dans certains cas où des débits maximaux élevés, des débits journaliers ou des débits de pointe peuvent se produire. d) Alimentation par pompage L’expérience récente des fosses septiques installées à l’intérieur du programme d’assainissement des eaux (PAEQ ou PADEM) a démontré que la présence d’une station de pompage en amont d’une fosse septique peut perturber grandement son fonctionnement et en affecter le rendement. Il est toujours préférable, lorsqu’il est possible de le faire, de pomper en aval de la fosse septique plutôt qu’en amont. Lorsque l’on ne peut éviter de pomper les eaux usées en amont de la fosse septique, il faut s’assurer que le pompage ne gêne pas le fonctionnement de la fosse septique de façon excessive. Le taux de charge hydraulique de pointe doit être vérifié au débit maximal réellement pompé, soit au débit calibré dans le cas de pompes existantes. Dans le cas de pompesqui seront installées dans le futur, les limites maximales du débit pouvant être pompées devront être spécifiées et rigoureusement respectées en tenant compte des conditions de pertes de charges minimales, c’est- à-dire de la tête statique et dynamique minimum (niveau haut dans le puits de pompage, conduite neuve), car les facteurs de sécurité souvent utilisés dans le calcul des pertes de charge et les choix de pompes disponibles entraînent souvent des débits réels beaucoup plus élevés que les débits visés à la conception. À titre de comparaison, le débit maximal instantané d’une résidence, qui peut être d’environ 0,3 à 0,6 L/s (EPA, 1992), entraîne des taux de charge hydraulique superficielle de l’ordre de 12 à 23 m3/m2.d pour l’ensemble d’une fosse septique typique d’une résidence de trois chambres à coucher et de 18 à 35 m3/m2.d pour son premier compartiment. Il s’agit là de conditions extrêmes qui ne devraient jamais être dépassées dans de plus grandes fosses. Dans le cas d’un poste de pompage, le débit maximal se produit à chaque démarrage de pompe et non occasionnellement, de sorte qu’on devrait viser plutôt la plage inférieure des taux de charge hydraulique mentionnés ci-dessus. Salvato (1992) mentionne d’ailleurs que si le pompage est requis, un bassin d’égalisation en tête de la fosse septique est nécessaire pour prévenir le lessivage de la fosse et l’entraînement des solides. Si les débits pompés sont trop élevés, on devrait considérer l’utilisation d’un bassin d’égalisation ou un autre moyen visant à réduire le débit et dissiper l’énergie avant d’atteindre la fosse septique.
  7. 3.4.3 Autres caractéristiques a) Espace libre au-dessus du volume du liquide Un espace est requis au-dessus du volume liquide pour permettre l’accumulation des écumes qui flottent au-dessus du niveau du liquide et assurer un espace de ventilation des gaz de digestion. Une hauteur d’au moins 250 à 300 mm ou un volume d’environ 10 à 30 % du volume du liquide est généralement recommandé. b) Dispositifs d’entrée et de sortie Les dispositifs d’entrée et de sortie d’une fosse septique doivent être conçus de façon à entraîner le moins de solides possible vers la sortie. Le dispositif d’entrée doit permettre de dissiper l’énergie, minimiser la turbulence et prévenir les écoulements préférentiels. Les dispositifs d’entrée applicables dans les petites fosses sont des déflecteurs, des margelles, des tés ou des coudes pied-de-biche. Pour les grandes fosses, les déflecteurs devraient être privilégiés pour éviter d’induire de trop grands courants hydrauliques. Les déflecteurs doivent généralement respecter les caractéristiques suivantes : • distance de 150 à 300 mm par rapport à la paroi; • prolongement d’au moins 150 mm au-dessus du niveau du liquide ou jusqu’au niveau de la couronne du tuyau d’entrée en conservant un espace d’au moins 25 à 75 mm sous le dessus de la fosse pour la ventilation; • prolongement d’au moins 100 mm sous la surface, et de préférence plus de 150 mm, mais ne dépassant pas 20 % de la profondeur d’eau; • matériel résistant à la corrosion. La pratique la plus courante consiste à placer le radier de la conduite d’entrée à environ 50 à 75 mm au-dessus du niveau de l’eau pour prévenir le refoulement et le dépôt de solides. Des études de comportement hydraulique ont toutefois démontré qu’une entrée noyée de grand diamètre permet de réduire les courants dans la fosse. Celle-ci doit cependant être profilée pour prévenir les dépôts de solides. Le dispositif de sortie doit permettre de retenir les boues et les écumes de même que prévenir l’entraînement de particules soulevées par les gaz de digestion. Comme pour le dispositif d’entrée, les déflecteurs sont préconisés plutôt que les tés pour les grandes fosses. Le dispositif de sortie répond généralement aux caractéristiques suivantes : • distance de 150 à 300 mm par rapport à la paroi; • prolongement d’au moins 150 mm au-dessus du niveau liquide en conservant un espace d’au moins 25 à 75 mm sous le dessus de la fosse pour la ventilation; • prolongement jusqu’à environ 25 à 40 % de la profondeur d’eau; • déflecteur à gaz au-dessous du dispositif de sortie; • matériel résistant à la corrosion. Si un préfiltre est incorporé directement dans la fosse septique (voir 3.5), il remplace le dispositif de sortie. Des variantes inspirées des dispositifs de sortie des décanteurs peuvent être considérées comme solution de rechange, surtout lorsque les fosses sont grandes et larges. L’une de ces variantes consiste à placer un collecteur transversal muni d’orifices à 2 heures et 10 heures, répartis sur sa longueur, et d’au moins un orifice de drainage dans sa partie basse. c) Ouvertures de visite Chaque fosse septique doit être munie d’au moins une ouverture de visite dans chaque compartiment, l’une devant être située au-dessus de l’entrée et l’autre au-dessus de la sortie. Elles doivent assurer une ouverture libre d’au moins 450 mm de diamètre ou 450 mm de dimension minimale si les ouvertures sont non circulaires. Elles sont surmontées de cheminées étanches
  8. jusqu’à la surface du sol, conçues pour empêcher l’entrée d’eaux de ruissellement et munies d’isolant. Le couvercle doit être conçu de façon à empêcher la pénétration des eaux de ruissellement et devrait être verrouillé pour fins de sécurité. Pour de grandes fosses, des ouvertures de visite additionnelles sont recommandées de façon que la distance entre deux ouvertures ne dépasse pas 6 mètres. L’une des ouvertures devrait alors être placée au-dessus de la sortie du premier compartiment. d) Étanchéité La fosse septique doit être étanche. e) Résistance structurale La fosse septique doit être conçue pour résister à la pression du sol en tenant compte de sa profondeur et de l’épaisseur de recouvrement prévue. On doit également tenir compte de la poussée hydrostatique. La fosse septique doit aussi être résistante à la corrosion. 3.4.4 Ventilation La ventilation de la fosse septique a pour but d’assurer l’évacuation des gaz de digestion sans occasionner de nuisances. Pour que la ventilation se fasse, il faut qu’il y ait circulation d’air, donc une entrée et une sortie d’air. Dans les installations conventionnelles de type résidentiel ou l’équivalent (un seul bâtiment desservi) avec un élément épurateur gravitaire, la ventilation se fait généralement au moyen de l’évent du bâtiment d’une part et de l’élément épurateur ou de l’accès à la fosse (s’il n’est pas étanche à l’air) d’autre part. Si ce n’est pas le cas (alimentation par pompage ou autre), on doit s’assurer que la ventilation de la fosse puisse se faire autrement. 3.4.5 Fosses septiques en série ou en parallèle Il est généralement préférable d’utiliser une seule fosse septique. L’utilisation de deux fosses septiques en série peut être considérée comme solution de rechange à la division d’une fosse en deux compartiments. Il faut toutefois s’assurer que les fosses en série offriront des conditions adéquates de décantation. Il est donc important d’éviter un compartiment trop petit pour le débit à traiter. Lorsque deux fosses septiques sont utilisées en série, ces fosses ne doivent pas être compartimentées. Les proportions entre la capacité de la première et de la deuxième fosse doivent être de l’ordre de 2/3 - 1/3, comme pour les deux compartiments d’une même fosse. L’utilisation de fosses septiques en parallèle n’est pas recommandée à cause des difficultés de répartition du débit et des matières polluantes entre les fosses. 3.4.6 Localisation Toute fosse septique doit être installée à un endroit : • exempt de circulation motorisée; • où elle n’est pas susceptible d’être submergée; • accessible pour en effectuer la vidange; • conforme aux distances indiquées dans le tableau qui suit. Point de référence Distance minimale (mètres)
  9. Puits ou source servant à l’alimentation en eau 15 Lac ou cours d’eau à l’extérieur de la bande riveraine Marais ou étang 10 Conduite d’eau de consommation, limite de propriété ou bâtiment 1,5 Dans les cas de grandes fosses septiques et particulièrement des fosses septiques communautaires, la localisation doit être faite de façon à minimiser les inconvénients aux résidences voisines causés par la ventilation ou les travaux d’entretien et de vidange. 3.4.7 Entretien Le niveau de boues et l’épaisseur de l’écume doivent être mesurés régulièrement. La vidange de la fosse septique doit être faite au besoin de façon à éviter que les boues ou l’écume ne soient entraînées vers l’élément épurateur. Les critères qui motivent la décision de vidanger les fosses septiques le plus souvent mentionnés dans la littérature ou les règlements américains sont les suivants : • distance d’au moins 75 mm entre le dessous de la couche d’écume et le dessus des orifices entre les compartiments ou le bas de la chicane à la sortie; • distance d’au moins 300 mm entre le dessus de la couche de boues et le radier des orifices entre les compartiments ou le bas de la chicane à la sortie; • épaisseur totale de boues et d’écumes ne dépassant pas 33 à 40 % de la hauteur du liquide. 3.5 PRÉFILTRE L’ajout d’un ou de plusieurs préfiltres à la sortie de la fosse septique ou entre la fosse septique et l’élément épurateur est fortement recommandé. Les préfiltres sont essentiels dans tous les cas où l’alimentation de l’élément épurateur doit se faire au moyen d’un système de distribution sous faible pression. Ils préviennent le colmatage des orifices du réseau de distribution ou du sol par des solides à flottabilité neutre comme des matières plastiques ou autres. Ils ne peuvent toutefois pas se substituer à une bonne fosse septique ou servir de prétexte à une conception moins conservatrice puisqu’ils ne sont généralement pas efficaces pour retenir les boues liquides et les matières en suspension dont les dimensions sont plus petites que celles des orifices des préfiltres. Les préfiltres doivent être conçus de manière à retenir les solides à flottabilité neutre présentant une arête ou un diamètre supérieur à 3,2 mm tout en permettant le passage de l’effluent de la fosse septique sans risque de colmatage prématuré. Il doit également être conçu de façon à ce qu’un entretien régulier ou un nettoyage puisse être effectué facilement. Les préfiltres doivent être conformes à une norme d’un organisme reconnu (BNQ, NSF). Dans le cas contraire, il est de la responsabilité du consultant de s’assurer et de démontrer que les préfiltres utilisés sont éprouvés (utilisation ailleurs ou résultats d’essais). 3.6 PIÈGE À MATIÈRES GRASSES L’ajout d’un piège à matières grasses est requis sur l’égout de cuisine des établissements où la quantité d’eaux usées de cuisine est importante, tels les restaurants, les hôtels et les établissements institutionnels avec cafétéria (hôpitaux, école ou autres). Le volume du piège à matières grasses doit permettre une séparation efficace des huiles et graisses par flottation et un abaissement
  10. suffisant de la température pour favoriser la solidification des graisses et empêcher de solubiliser de nouveau les graisses accumulées. Il est généralement recommandé d’installer un bassin de type comparable à une fosse septique pour capter les matières grasses. Il est alors normalement localisé à l’extérieur de l’établissement et relié à une canalisation séparée provenant des eaux de cuisine. Aucun broyeur à déchets ne devrait être raccordé en amont du piège à matières grasses. L’effluent est acheminé vers la fosse septique. Le piège à matières grasses doit être localisé à un endroit facilement accessible pour le nettoyage et à proximité des sources de rejet de matières grasses. Le volume du piège à matières grasses est basé sur le nombre de sièges ou le nombre de repas servis selon l’une ou l’autre des formules suivantes, adaptées de Design Manual - Onsite Wastewater Treatment and Disposal Systems, (EPA, 1980) : V = NS x Q x FE x (Hr/2) x FC où V = volume du piège à matières grasses NS = nombre de sièges Q = volume d’eaux usées par repas, normalement 20 L FE = facteur d’emmagasinage, égal à 2,5 si traitement autonome Hr = nombre d’heures d’ouverture FC = facteur de charge, variant de 0,5 pour un restaurant sur le long d’une route secondaire à 1,25 pour un restaurant le long d’une autoroute ou V = NR x Q x FE x 2,5 x FC où V = volume du piège à matières grasses NR = nombre de repas servis par jour Q = volume d’eaux usées par repas, normalement 20 L FE = facteur d’emmagasinage, égal à 2,5 si traitement autonome FC = facteur de charge, variant de 0,5 s’il n’y a pas de lave-vaisselle à 1,0 avec un lave-vaisselle (on doit ajouter 0,25 si un broyeur à déchets est raccordé au piège à matières grasses mais il est préférable de ne pas le raccorder) La capacité minimale du piège à matières grasses alors recommandée est de 2 000 litres. La réglementation en France exige que la superficie du piège à matières grasses soit d’au moins 0,25 m2 par L/s de débit de pointe à l’entrée. L’entrée et la sortie doivent être munies de tés plongeants ou d’une chicane. Le té ou la chicane à la sortie descend jusqu’à 150 ou 200 mm du fond du bassin. On doit prévoir une ouverture d’accès d’au moins 600 mm de diamètre. L’ouverture doit être munie d’un couvercle étanche. Le piège à matières grasses doit être ventilé. Dans certains cas où la plomberie existante ne permet pas de canaliser séparément les eaux de cuisine vers un piège à matières grasses, des pièges à matières grasses vendus commercialement doivent être utilisés à proximité des sources de matières grasses. Ils doivent être sélectionnés de manière à assurer une protection adéquate de l’installation septique. Ils sont alors généralement sélectionnés en fonction des accessoires raccordés, en se basant sur le tableau suivant (EPA, 1980; Ontario Ministry of the Environment, 1982) :
  11. Type d’accessoire Débit Capacité Capacité par L/min d’accumulation accessoire de graisses raccordé kg L Évier de cuisine de restaurant 60 14 150 Évier à vaisselle à un compartiment 75 18 190 Évier à vaisselle à deux compartiments 95 23 240 Deux éviers à un compartiment 95 23 240 Deux éviers à deux compartiments 130 30 330 Lave-vaisselle de restaurant : • Jusqu’à 115 L de capacité 60 14 150 • Jusqu’à 190 L de capacité 95 23 240 • Entre 190 et 380 L de capacité 150 36 375 Les pièges à matières grasses doivent être inspectés et vidangés régulièrement. Il est recommandé de vidanger le piège à matières grasses lorsque les matières grasses atteignent la moitié de la profondeur d’eau ou lorsque l’accumulation à l’intérieur atteint 75 % de sa capacité nominale d’accumulation. 3.7 TYPES D’ÉLÉMENTS ÉPURATEURS Le présent guide porte sur les types d’éléments épurateurs suivants : • les tranchées d’infiltration; • les lits d’infiltration; • les tertres à sable hors sol; • l’élément épurateur à la surface du sol; • l’élément épurateur avec matériau de remblai; • l’élément épurateur avec drainage de la nappe. Des limites d’application de différents types d’éléments épurateurs par rapport aux débits d’eaux usées à traiter ainsi qu’à leur concentration sont proposées à la section 3.1. D’autres limites d’application des éléments épurateurs en fonction des caractéristiques du sol, de la profondeur de la nappe d’eau souterraine et de la pente du terrain sont indiquées dans les sections spécifiques à chaque type d’élément épurateur. Les éléments épurateurs constitués de tranchées d’infiltration sont préférables à ceux constitués de lits d’infiltration parce qu’ils permettent une meilleure oxygénation de la surface d’application des eaux usées, ils peuvent bénéficier de la superficie additionnelle d’infiltration attribuable aux parois des tranchées, ils permettent de minimiser les problèmes de remontée de la nappe, ils peuvent être adaptés plus facilement à la topographie et aux caractéristiques du site et, finalement, parce qu’il est plus facile de les construire sans circuler sur la surface d’infiltration avec de l’équipement lourd. Les lits d’infiltration sont une solution particulièrement propice aux sites où l’espace est trop restreint pour permettre l’aménagement de tranchées. Les tertres à sable hors sol sont généralement utilisés dans les situations où le niveau élevé de la nappe phréatique, du roc ou d’une couche de sol imperméable ne permet pas l’installation d’un élément épurateur constitué de tranchées ou de lits d’infiltration. Cette solution est également adoptée dans des sols peu perméables où l’ajout d’un lit de sable est requis pour assurer l’infiltration
  12. des eaux usées ou encore dans les cas de sols trop perméables où l’ajout d’un lit de sable peut s’avérer nécessaire pour assurer le traitement des eaux usées.
  13. Design of Septic Tanks All onsite systems designs are judged in comparison with the basic septic tank/soil absorption system. So prevalent is this view that the septic tank/soil absorption system is commonly referred to as a “conventional” system, and most other designs are referred to as “alternative” systems. Process Description Design Criteria Operation & Maintenance Process Description A septic tank is a buried, watertight container used to clarify and partially treat wastewater. The septic tank has been in use in one form or another for over 100 years. The septic tank was originally designed to serve as a settling basin to separate scum and grit from the liquid. The effluent from the tank then was sent to a sewer or the soil for disposal. The clarification function of the tank was known, but the biological processes that partially digested the sewage were discovered by accident. Scientists found that the organic solids in the wastewater decomposed if they stayed in the tank long enough. Therefore, the septic tank is designed to accomplish two tasks: (1) clarification and (2) treatment. Clarification Clarification is a function of the detention time and the water extraction method. Solids settle out of the water based on size and specific gravity. Smaller lighter particles take longer to settle than heavier particles. Clarification also includes the removal of fats, oils and greases, which float to the surface along with soapsuds and “scum”. The variables of a septic tank are: size, shape, number of chambers, number and style of baffles and gas venting provisions. Treatment Treatment consists of biological treatment by anaerobic digestion. Anaerobic treatment partially decomposes the organic matter into simpler compounds that can be treated further in the septic tank or discharged into the soil for aerobic treatment. Design Criteria Design and operational considerations for septic tanks include: (1) configuration, (2) materials, (3) structural integrity, (4) water-tightness (5) size, (6) appurtenances and (7) operation and maintenance. A well-designed tank can remove 60 to 90 percent of the total suspended solids (TSS) and 30 to 80 percent of the biochemical oxygen demand (BOD) resulting in: • • TSS concentration of 75 mg/l (30 day average) • • BOD of 150 mg/l. (30 day average) • • Total Nitrogen (as N) of 53 mg/l (5 month average)
  14. • • 95 percent of the time the LOG10 of the Fecal Coliform Colony forming units per 100 ml is less than or equal to 8. Configuration Efficient clarification takes time to complete because fats, oils, greases, and suspended solids travel slowly in water and may require hours to either float to the top or settle to the bottom. The shape of the tank must be designed to maximize the detention time of the wastewater. Surface area is more critical for settleability than depth, so a shallow, wide tank is preferable to a deep, narrow tank if both have the same volume capacity. Shallow tanks are also easier to transport and install and poses less of a safety risk because the content level of the tank is not much deeper than the height of an average person. An improperly configured tank will allow wastewater to “short-circuit” through the tank to the outlet. Short-circuiting can allow solids to migrate to the absorption field if the wastewater is not given sufficient time for the solids to settle out. Materials Typically, septic tanks are made of concrete, polyethylene or fiberglass. Steel and redwood have been used in the past but is no longer accepted by most regulatory agencies. Long term “creep”, resulting in deformation has been a problem with polyethylene tanks. Both polyethylene and fiberglass tanks can easily be moved by a labor crew, whereas concrete tanks are typically moved about by a truck equipped with a crane and boom. Fiberglass tanks are often used in areas inaccessible to concrete tank delivery trucks. Both polyethylene and fiberglass tanks are more prone to “floating” than concrete tanks. Regardless of the material of construction the tank must be watertight and structurally sound. Structural integrity The long-term performance of the septic tank will depend on its structural integrity. Or concrete septic tanks, structural integrity is dependent on the method of construction, the placement of the reinforcing steel, and the composition of the concrete mix. For maximum structural integrity, the walls and bottom of the tank should be poured monolithically. Where the walls and the bottom are poured monolithically, the top should be cast in place with the reinforcing steel from the walls extending into the top slab. In some cases, a water seal is placed between the wall and the top. Water-tightness Watertight tanks are a necessity for the protection of the environment and for the operation of the system. Each tank should be tested for water-tightness and structural integrity by filling the tank with water before and after installation. Hydrostatic testing is conducted at the factory by filling the tank with water and letting it stand for 24 hours. If no water loss is observed after 24 hours, the tank is acceptable. Because some water absorption may occur with concrete tanks, the tank should be refilled and allowed to stand for an additional 24 hours. If the water loss after the second 24-hour period is greater than 1 gallon the tank should be rejected (ASTM C1227 (Precast Concrete Septic Tanks)). It is important that the above procedure be repeated once the tank is installed. Size Tank size and household water usage determine the detention time of the tank. As mentioned above, efficient clarification takes time to complete because fats, oils, greases, and suspended
  15. solids travel slowly in water and may require hours to either float to the top or settle to the bottom. Figure 1. Septic tank. A septic tank also accomplishes treatment through the biological activity of anaerobic or facultative bacteria. This type of biodegradation may take many hours to fully work, so treatment efficiency is linked to detention time. Over the years a number of empirical relationships have been developed to estimate the required detention time. The recommended detention time ranges from 36 to 48 hours, but the absolute minimum is 24 hours. The septic tank will serve as a receptacle for all the Settleable and floatable materials until the tank is pumped. For this reason, the tank design must include provisions for adequate storage. The storage capacity is based on the intended use of the tank and the anticipated pumping interval. A tank that is too full of solids will have a shortened detention time and will not function properly and will allow unwanted substances to pass through to the soil absorption system. Appurtenances Influent baffles restrict and redirect the flow of the influent to help prevent short-circuiting. Baffles control the flow of the settleable and floatable materials. Effluent baffles prevent floatables, scum, or suspended solids from flowing into the leach field. Baffles come in many sizes and styles; the simplest is just a bend and extension in the inlet or outlet pipe. Baffles can also be concrete or fiberglass partitions attached to the ceiling and/or floor of the tank. Compartmentalization can enhance the operation of the septic tank. A two-compartment tank helps to eliminate the possibility of short-circuiting wastewater through the system. The effluent filter has been one of the most significant improvements in septic tank design in decades. The most serious problem with septic systems is the migration of solids, grease or oil into the leach field. The effluent filter is an effective way to prevent this. A filter restricts and limits passage of suspended solids out of the tank. Solids in a filtered system’s effluent discharge are significantly less than those produced in a non-screened system. The effluent filter is relatively inexpensive and can be quickly installed or retrofitted. If the filter becomes clogged it can easily be removed, hosed off and reinstalled. The top of the tank has covered, removal manholes to allow for routine inspection and pumping. For easier location and access to the manholes, a riser should be constructed over each manhole, extending from the top of the tank to the ground surface. For new tanks the riser should be precast into the tank.
  16. Operation & Maintenance The system is designed to provide treatment and disposal for normal domestic sewage. No non-biodegradable material should be introduced into the wastewater treatment and disposal system. Plastic and paper (except toilet paper) are examples of non-biodegradable materials that should not be placed down the drain. Normal amounts of dirt and small non-biodegradable debris (buttons, dental floss, etc.) from washing will inevitably get into the system. These solids will be retained in the septic tank until it is pumped during its normal maintenance. Oils and grease should not be placed down the drain in excess quantities. Normal washing of greasy dishes is not considered excessive. Routinely draining fat from a frying pan, deep fryer, or roasting pan down the drain would be considered excessive. A garbage disposal may be used on the system but its use should be restricted. A garbage disposal should not be used for the bulk disposal of food preparation waste. Because septic tanks are buried and are out of sight, many homeowners forget that septic systems require periodic maintenance. Failure to pump-out the septic tank is possibly the greatest single cause of septic system failure. After several years of use, a buildup of bottom sludge and floating scum will reduce the effective capacity of the system. As mentioned earlier this means the wastewater passes through the tank too fast, and solids may eventually plug the pipes in the leach field. Figure 2. Poorly maintained septic tank. To avoid leach field failures inspect the tank at regular intervals and pump when necessary. Due to many variables it is recommended that the tank be inspected every year and base pump-outs on these annual inspections. As the years pass, you should be able to see a pattern of sludge and scum accumulation. Always keep records of inspections and dates when the tank has been pumped. The tank should be pumped by a licensed pumper with a vacuum tank truck. The pumper will use a hose and vacuum everything out of the tank (both solids and liquid). Waste pumped from the tank is called septage. It is approximately 5% solids and 95% water. The septage waste must be taken to a licensed disposal site because of the potential health problems with contamination. The effluent filter on the tank outlet that may require cleaning more than once a year. This is accomplished by simply removing the filter and hosing it off back into the septic tank and re- installing the filter. Septic Tank Design Secrets
  17. First and foremost, hire a good septic designer to do the necessary tests and design the septic tank system, BEFORE you design the house!!! Go out with them and tell them where you would like to situate the house, but let them give their input...sometimes just moving the house a few feet in one direction will make the difference between a regular, gravity fed system and a more expensive pump system. Very few people are aware of this septic tank design secret, which can save you a great deal of money. I had some friends that were going to build and I tried advising them on this, but wouldn?t listen. The irony is, if they would have listened and moved the house about 10 feet to the west, they could have gone with a gravity fed system for about $3,500. As it turned out, they spent more than $8,000 because they (she) put the house right where the drainfield should have gone. Before you start designing the house, call a good septic designer and have them assess the site for where and what type of system you will need. Listen to their suggestions. They will know what type of system you need. Also, if they say you can not go with a regular system, ask them about ALL the different types of systems you may be able to go with and the advantages/disadvantages of each type. If they are pushing you toward one type of system it may be because that is the only type of system they do...you may want to take your copy of the site/soil conditions (make sure to get a copy) and call/visit a few other contractors to get their opinion. They may say what the first guy is trying to sell you is way out of line. Septic Tank Shape Efficient clarification takes time to complete because fats, oils, greases, and suspended solids travel slowly in water and may require hours to either float to the top or settle to the bottom. The shape of the tank must be designed to maximize the detention time of the wastewater. Surface area is more critical for settleability than depth, so a shallow, wide tank is preferable to a deep, narrow tank if both have the same volume capacity. Shallow tanks are also easier to transport and install and poses less of a safety risk because the content level of the tank is not much deeper than the height of an average person. An improperly configured tank will allow wastewater to "short-circuit" through the tank to the outlet. Short-circuiting can allow solids to migrate to the absorption field if the wastewater is not given sufficient time for the solids to settle out. Septic Tank Materials Typically, septic tanks are made of concrete, polyethylene or fiberglass. Steel and redwood have been used in the past but is no longer accepted by most regulatory agencies. Long term "creep", resulting in deformation has been a problem with polyethylene tanks. Both polyethylene and fiberglass tanks can easily be moved by a labor crew, whereas concrete tanks are typically moved about by a truck equipped with a crane and boom. Fiberglass tanks are often used in areas inaccessible to concrete tank delivery trucks. Both polyethylene and fiberglass tanks are more prone to "floating" than concrete tanks. Regardless of the material of construction the tank must be watertight and structurally sound.
  18. Water-Tightness Watertight tanks are a necessity for the protection of the environment and for the operation of the system. Each tank should be tested for water-tightness and structural integrity by filling the tank with water before and after installation. Hydrostatic testing is conducted at the factory by filling the tank with water and letting it stand for 24 hours. If no water loss is observed after 24 hours, the tank is acceptable. Because some water absorption may occur with concrete tanks, the tank should be refilled and allowed to stand for an additional 24 hours. If the water loss after the second 24-hour period is greater than 1 gallon the tank should be rejected (ASTM C1227 (Precast Concrete Septic Tanks)). It is important that the above procedure be repeated once the tank is installed. Appurtenances Influent baffles restrict and redirect the flow of the influent to help prevent short- circuiting. Baffles control the flow of the settleable and floatable materials. Effluent baffles prevent floatables, scum, or suspended solids from flowing into the leach field. Baffles come in many sizes and styles; the simplest is just a bend and extension in the inlet or outlet pipe. Baffles can also be concrete or fiberglass partitions attached to the ceiling and/or floor of the tank. Compartmentalization can enhance the operation of the septic tank. A two- compartment tank helps to eliminate the possibility of short-circuiting wastewater through the system. The effluent filter has been one of the most significant improvements in septic tank design in decades. The most serious problem with septic systems is the migration of solids, grease or oil into the leach field. The effluent filter is an effective way to prevent this. A filter restricts and limits passage of suspended solids out of the tank. Solids in a filtered system?s effluent discharge are significantly less than those produced in a non- screened system. The effluent filter is relatively inexpensive and can be quickly installed or retrofitted. If the filter becomes clogged it can easily be removed, hosed off and reinstalled. The top of the tank has covered, removal manholes to allow for routine inspection and pumping. For easier location and access to the manholes, a riser should be constructed over each manhole, extending from the top of the tank to the ground surface. For new tanks the riser should be precast into the tank. When you buy property and are going to put in a septic system, there are safeguards that are supposed to protect you. The way the process is supposed to work is, you, as the property owner, hire a septic designer to assess the site and design a system that will meet the needs of the home and will work with the existing site/soil conditions. They then present this plan to the local agency in charge of septic systems, usually the health or zoning office. They approve or disapprove the plan. Then a septic installer installs the system according to that plan. Then the building inspector comes to the site and inspects the system to make sure the system was installed properly (according to the plan). This is the way it is supposed to work...but it doesn?t always go according to the rules. The skill requirements of designers, installers and inspectors varies greatly from state to state. In some cases these people are woefully under trained and because of this lack of standards, some of the systems going in are failures waiting to happen. This is why you
  19. as the homeowner must take an active role in the septic tank design process. When you know where you want to buy, talk to neighbors that have built in the area in the last few years and ask them what kind of system they had to go with (don?t rely on what someone had a system installed 20 years ago...the codes have changed and there is a good chance what they have won?t fly today). Talk to the local health dept and some of the local contractors to see what is commonly being used in the area. The reason you want to do this is to prepare yourself for what you are going to need...you don?t want to buy a property, plan your house out to the penny only to find that the septic tank design is going to put you over your budget. As you may know from researching this topic, failing septic systems are a major financial and environmental problem in this country. Expensive septic repairs can often run from $5,000 to $20,000 or more and a large number of systems are failing throughout the country. For news stories related to failing septic systems and tightening regulations you can go to: http://www.laundry-alternative.com/Septic_Systems/failingseptic.htm You also can't sell your home if it has a failing system. For more information on how to properly maintain your septic system, go to: http://www.laundry-alternative.com/septic_system_maintenance.html Concrete Septic Tank Information Page Concrete septic tanks are used in most septic systems. One of the main advantages they have over fiberglass and plastic septic tanks is that they are less prone to "floating" due to the fact they are much heavier. Concrete septic tanks do have one main drawback. Because they are much heavier than other types of septic tanks, they require heavy equipment to move. Both fiberglass and polyethylene septic tanks can easily be moved by a labor crew, whereas concrete septic tanks typically require a truck equipped with a crane and boom. As as result, fiberglass tanks are often used in areas inaccessible to concrete septic tank delivery trucks. The long-term performance of the septic tank will depend on its structural integrity. Or concrete septic tanks, structural integrity is dependent on the method of construction, the placement of the reinforcing steel, and the composition of the concrete mix. For maximum structural integrity, the walls and bottom of the tank should be poured monolithically. Where the walls and the bottom are poured monolithically, the top should be cast in place with the reinforcing steel from the walls extending into the top slab. In some cases, a water seal is placed between the wall and the top. Watertight concrete septic tanks are a necessity for the protection of the environment and for the operation of the system. Each tank should be tested for water-tightness and structural integrity by filling the tank with water before and after installation. Hydrostatic testing is conducted at the factory by filling the tank with water and letting it stand for 24 hours. If no water loss is observed after 24
  20. hours, the tank is acceptable. Because some water absorption may occur with concrete tanks, the tank should be refilled and allowed to stand for an additional 24 hours. If the water loss after the second 24-hour period is greater than 1 gallon the tank should be rejected. It is important that the above procedure be repeated once the tank is installed. The size of the concrete septic tank will depend on a number of factors such number of bathrooms in the house, local regulations etc. The minimum size is typically 1,000 gallons. It is typically about 9 feet long, 4-5 feet wide and 5 feet tall. Septic tanks may have one or two compartments. Two-compartment tanks do a better job of settling solids and are required in some areas for new installations. Tees or baffles at the tank's inlet pipe slow the incoming wastes and reduce disturbance of the settled sludge. A tee or baffle at the outlet keeps the solids or scum in the tank. All tanks should have accessible covers for checking the condition of the baffles and for pumping both compartments. Here is a picture of a 2 compartment septic tank.
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