Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc một (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện ba chức năng: lắng nước thải, lên men cặn lắng và lọc nước thải sau lắng.
Bể tự hoại sau khi xây dựng có thể được đưa vào sử dụng ngay sau khi xây dựng. Bể tự hoại không cần một yêu cầu đặc biệt nào trước khi đưa vào vận hành. Tuy nhiên sự lên men cặn phải bắt đầu vài ngày sau khi đưa vào hoạt động. Bùn cặn lên men được hút sau từ 1-3 năm bể hoạt động. Tại thời điểm hút, phần bùn cặn chưa lên men nằm phía trên vì vậy ống hút của máy bơm phải đặt sâu xuống đáy bể. Thông thường khi hút phải chừa lại khoảng 20% lượng bùn cặn để gây men cho bùn cặn tươi đợt sau. Khi hút bùn cặn ra khỏi bể, hỗn hợp bùn cặn thường có BOD₅ khoảng 6000mg/l, tổng các chất rắn lơ lửng (TSS) khoảng 15000mg/l.
Bùn cặn đã lên men được sử dụng vào nhiều mục đích khác như: ủ làm phân vi sinh hoặc bón trực tiếp cho các cây công nghiệp,…
Thiết kế bể tự hoại 3 ngăn có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành quản lý và thường được sử dụng để xử lý nước tại chỗ cho các khu dân cư, các khu tập thể, cụm dân cư dưới 500 người và lưu lượng nước thải dưới 30 m³/ ngày.
Phần tính toán dưới đây dùng cho lưu lượng trung bình ngày đêm là: Q_tb.ng.đ = 16m³.
Thể tích tính toán của bể tự hoại lấy không nhỏ hơn lưu lượng nước thải trung bình trong 1-2 ngày đêm (điều 7.3.2 TCXD-51-84). Ta chọn 2 ngày đêm để tính toán.

Tính toán thiết kế bể tự hoại ba ngăn:
Thể tích phần lắng:
Wi= (a*N*T)/1000 = (100*160*1)/1000 = 16(m³)

Thể tích phần chứa bùn:
Wb= (b*N*t)/1000 = (0,08*160*365)/1000 = 4,672 (m³)
(lấy =5m³)

Thể tích tổng cộng của bể tự hoại:
W = W_l + W_b = 16 + 5 = 21 (m³)
Trong các công thức trên:
a: Tiêu chuẩn thải nước (100 l/người.ngày.đêm);
b: Tiêu chuẩn cặn lắng lại trong bể tự hoại của một người trong một ngày đêm; giá trị của b phụ thuộc vào chu kỳ hút cặn khỏi bể; nếu thời gian giữa hai lần hút cặn dưới một năm thì b lấy bằng 0,1 l/ng.ngày.đêm, nếu trên 1 năm thì lấy b bằng 0,08 l/ng.ngày.đêm;
N: Số người sử dụng;
T: Thời gian lưu nước, (chọn T là 1 ngày).
t: Thời gian tích lũy cặn trong bể tự hoại. (chọn t =365 ngày)
Thể tích ngăn thứ nhất lấy bằng ½ thể tích tổng cộng.(TCXD-51-84)
W₁ = 0.5*21 = 10,5 (m³);
Thể tích ngăn thứ hai và thứ ba lấy bằng ¼ thể tích tổng cộng.(TCXD-51-84)
W₂ = W₃ = 0.25*21 = 5,25 (m³);
Chọn chiều sâu công tác của bể tự hoại H = 2 m. Khi đó diện tích F của bể tự hoại sẽ là:
F=W/H = 21/2 = 10,5 (m²)
Chọn kích thước H * B * L (chiều sâu * chiều rộng * chiều dài) các ngăn như sau:

Bảng:Kết quả tính toán bể tự hoại
Thể tích thực của bể tự hoại:
W_t = W₁ + W₂ +W₃
= (2*2*2,7) + (2*2*1,4) + (2*2*1,4)
= 10,8 + 5,6 + 5,6 = 22 (m³)
Ngăn lọc (ngăn thứ 3) của bể tự hoại hoạt động theo nguyên lý lọc ngược từ dưới lên với chiều dày lớp vật liệu từ 0,5-0,6 m phân bố từ trên xuống.