Faits:
A. A l'été 2004, la Commune de Vaulion (ci-après: la Commune) a mis à l'enquête publique la construction de plusieurs collecteurs d'eaux usées afin de permettre le raccordement à la station d'épuration (STEP) d'une vingtaine d'habitations situées en dehors de la zone à bâtir. Les travaux ont été réalisés en 2007 et il était initialement prévu que leur coût, d'un montant 1'291'000 fr., serait réparti entre les différents propriétaires bénéficiant des nouveaux équipements par une taxe unique par tête de 29'000 fr., sous déduction d'une subvention de 10'000 fr. pour les propriétaires domiciliés sur la Commune. A._, B._ et C._, tous les trois propriétaires d'une résidence secondaire située hors de la zone à bâtir, ont refusé de s'acquitter de la contribution demandée, en se prévalant de l'absence de base légale à ce sujet dans le règlement communal du 22 avril 2002 sur l'évacuation et l'épuration des eaux (ci-après: le règlement communal 2002). Le 24 juin 2010, la Commune a adopté un nouveau règlement sur l'évacuation et l'épuration des eaux (ci-après: le règlement communal 2010) qui a été partiellement annulé par la Cour constitutionnelle du canton de Vaud à la requête des prénommés, dont les parcelles ont finalement été raccordées au réseau à fin avril 2011.
Entre-temps, le 31 mars 2011, la Commune a derechef édicté un nouveau règlement sur l'évacuation et l'épuration des eaux (ci-après: le règlement communal 2011). Approuvé par le canton le 14 juin 2011, ce texte prévoit l'abrogation des règlements communaux antérieurs et son entrée en vigueur le 1er janvier 2011 (art. 57 et 58 du règlement communal 2011); il instaure notamment la perception d'une "taxe unique de construction d'équipement général hors zone" (ci-après citée: la taxe unique) dans les termes suivants:
"Art. 42.- En cas de raccordement d'un bâtiment hors zone au réseau communal, le propriétaire paie une taxe servant au remboursement des dépenses encourues par la commune pour la réalisation de l'équipement général hors zone (collecteurs, ouvrages spéciaux, etc.) le concernant directement, conformément aux annexes 1 et 3."
B. Par requête du 11 juillet 2011, A._, B._ et C._ ont demandé à la Cour constitutionnelle de réformer le règlement communal 2011 et ses annexes, en ce sens que ces textes n'entrent en vigueur qu'à la date de leur approbation par le canton, soit le 14 juin 2011. Les intéressés soutenaient que l'entrée en vigueur du règlement précité au 1er janvier 2011 violait le principe interdisant la rétroactivité des lois, en mettant à leur charge une contribution (la taxe unique) adoptée après le raccordement de leur résidence secondaire au réseau à la fin du mois d'avril 2011.
Par arrêt du 7 février 2012, la Cour constitutionnelle a rejeté la requête, estimant que le prélèvement de la taxe litigieuse constituait un cas de rétroactivité improprement dite autorisé par la Constitution fédérale selon la jurisprudence rendue en la matière par le Tribunal fédéral; au surplus, les juges cantonaux ont considéré que les conditions permettant de prévoir un effet rétroactif (proprement dit) dans la loi étaient réunies dans le cas d'espèce (base légale, intérêt public, etc.).
C. A._, B._ et C._ forment un recours en matière de droit public contre l'arrêt précité de la Cour constitutionnelle. Ils se plaignent uniquement de la violation du principe de l'interdiction de la rétroactivité des lois et concluent à la réforme de l'arrêt attaqué, en ce sens qu'il soit dit que l'art. 42 du règlement communal 2011 et ses annexes n'entrent en vigueur que le 14 juin 2011, date de l'approbation de ces textes par le canton; subsidiairement, ils requièrent l'annulation de l'art. 58 du règlement communal 2011 fixant la date de l'entrée en vigueur dudit règlement au 1er janvier 2011.
La Commune conclut au rejet du recours "avec dépens". Le Service des eaux, sols et assainissement du canton de Vaud conclut également au rejet du recours, tandis que la Cour constitutionnelle a renoncé à se déterminer.
Considérant en droit:
1. Le Tribunal fédéral examine d'office sa compétence (art. 29 al. 1 LTF). Il contrôle donc librement la recevabilité des recours déposés devant lui (ATF 136 II 470 consid. 1 p. 472 et les arrêts cités).
1.1 Le Tribunal fédéral connaît par la voie du recours en matière de droit public des recours (dits abstraits) contre les actes normatifs cantonaux (art. 82 let. b LTF), dont font partie les actes normatifs édictés par les communes dès leur approbation par l'autorité cantonale (cf. arrêt 2C_88/2009 du 19 mars 2010 consid. 1.1 et les références citées). Lorsque, comme dans le canton de Vaud (cf. ATF 133 I 49 consid. 2.1 p. 51), la conformité du droit cantonal au droit supérieur peut faire l'objet d'un contrôle abstrait devant une juridiction cantonale statuant en unique instance, les décisions prises par cette autorité peuvent être attaquées devant le Tribunal fédéral (cf. art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF en lien avec l'art. 87 al. 2 LTF). L'arrêt litigieux rendu par la Cour constitutionnelle peut donc faire l'objet d'un recours en matière de droit public.
1.2 Les recourants ont participé à la procédure cantonale; en outre, ils ont un intérêt digne de protection à obtenir l'annulation ou la modification des dispositions réglementaires attaquées qui leur seront potentiellement applicables en leur qualité de propriétaires d'une résidence secondaire dans la Commune. Ils ont donc qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF.
1.3 Le recours en matière de droit public peut être formé pour violation du droit fédéral (art. 95 let. a LTF), qui comprend les droits (et les principes) de nature constitutionnelle, notamment le principe de l'interdiction de la rétroactivité des lois (cf. arrêt 2C_797/2009 du 20 juillet 2010, consid. 4.1 et les références citées). En revanche, sauf dans les cas - non pertinents en l'espèce - expressément prévus à l'art. 95 let. c à e LTF, le recours en matière de droit public ne peut pas être formé pour violation du droit cantonal en tant que tel. Il est néanmoins possible de faire valoir que l'application du droit cantonal viole une norme constitutionnelle, comme la protection contre l'arbitraire prévue à l'art. 9 Cst. (ATF 135 III 513 consid. 4.3 p. 521 s.).
1.4 Pour le surplus, le recours a été déposé en temps utile (art. 100 al. 1 LTF) et dans les formes prescrites par la loi (art. 42 et 106 al. 2 LTF). Il est donc recevable, sous réserve de respecter les exigences légales de motivation exposées ci-après.
1.5 Le Tribunal fédéral examine d'office l'application du droit fédéral (art. 106 al. 1 LTF), sauf la violation des droits fondamentaux qu'il appartient au recourant d'invoquer et de motiver d'une manière suffisante en vertu de l'art. 106 al. 2 LTF (cf. ATF 137 V 57 consid. 1.3 p. 60; ATF 136 I 65 consid. 1.3.1 p. 68; 133 II 249 consid. 1.4.2 p. 254). A cet égard, l'acte de recours doit, sous peine d'irrecevabilité, contenir un exposé succinct des droits constitutionnels ou des principes juridiques violés et préciser en quoi consiste la violation (ATF 135 III 232 consid. 1.2 p. 234). En particulier, le recourant qui se plaint d'arbitraire est tenu de dire en quoi la décision attaquée ne reposerait sur aucun motif sérieux et objectif, apparaîtrait insoutenable ou heurterait gravement le sens de la justice (cf. ATF 133 II 396 consid. 3.2 p. 400 et les arrêts cités).
2. Lorsqu'il est appelé à statuer sur un recours en matière de droit public dirigé contre un acte normatif cantonal, le Tribunal fédéral n'annule les dispositions attaquées que si elles ne se prêtent à aucune interprétation conforme au droit constitutionnel invoqué ou si, en raison des circonstances, leur teneur fait craindre avec une certaine vraisemblance qu'elles soient interprétées de façon contraire au droit supérieur (cf. ATF 137 I 31 consid. 2 p. 39 s.; 135 II 243 consid. 2 p. 248; 134 I 293 consid. 2 p. 295; 130 I 82 consid. 2.1 p. 86). En effet, dans le cadre d'un recours abstrait, le Tribunal fédéral s'impose une certaine retenue au égard notamment des principes issus du fédéralisme et de la proportionnalité. Il se borne à examiner si, d'après les principes d'interprétation reconnus, la norme mise en cause peut se voir attribuer un sens compatible avec les dispositions du droit supérieur. Pour en juger, il tient notamment compte de la portée de l'atteinte aux droits en cause, de la possibilité d'obtenir ultérieurement, par un contrôle concret de la norme, une protection juridique suffisante, et des circonstances concrètes dans lesquelles ladite norme sera appliquée (ATF 135 II 243 consid. 2 p. 248; 129 I 12 consid. 3.2 p. 15; 128 I 327 consid. 3.1 p. 334 s.).
3. 3.1 Les recourants se plaignent uniquement du fait que l'art. 42 du règlement communal 2011 violerait le principe de l'interdiction de la rétroactivité des lois.
3.2 Liée aux principes de sécurité du droit et de prévisibilité, l'interdiction de la rétroactivité des lois - notamment fiscales - résulte du droit à l'égalité de l'art. 8 Cst., de l'interdiction de l'arbitraire et de la protection de la bonne foi garanties par l'art. 9 Cst. Cette interdiction fait obstacle à l'application d'une norme à des faits entièrement révolus avant son entrée en vigueur (cf. ATF 120 Ia 1 consid. 4b p. 8; 104 Ia 167 consid. 2 p. 169 s.; 104 Ib 205 consid. 6 p. 219), sous réserve de certaines exceptions (base légale, intérêt public, etc.; cf. ATF 125 I 182 consid. 2b/cc p. 186; 119 Ib 103 consid. 5 p. 109 s.; 102 Ia 69 consid. 3 p. 72). Il n'y a toutefois pas de rétroactivité proprement dite lorsque le législateur entend réglementer un état de chose qui, bien qu'ayant pris naissance dans le passé, se prolonge au moment de l'entrée en vigueur du nouveau droit. Cette rétroactivité improprement dite est en principe admise, sans préjudice du respect des droits acquis (cf. ATF 122 II 113 consid. 3b/dd p. 124; 122 V 405 consid. 3b p. 408 s.).
3.3 Se référant à des arrêts du Tribunal fédéral (ATF 97 I 337 consid. 2a consid. 2a et 92 I 450 consid. 4; arrêts 2C_341/2009 du 17 mai 2010 consid. 5.1 et 2P.45/2003 du 28 août 2003 consid. 5.3), la Cour constitutionnelle considère qu'un règlement communal peut prévoir, à certaines conditions, de financer de nouvelles installations d'évacuation des eaux usées par l'adoption d'une taxe prélevée non seulement sur les immeubles qui se raccordent au réseau après l'introduction de ladite taxe, mais également sur les immeubles déjà raccordés au réseau avant que la nouvelle taxe ne soit introduite; il suffit que cette dernière soit prélevée auprès de tous les propriétaires concernés par les améliorations apportées au réseau et que les taxes éventuellement déjà versées dans le passé puissent être portées en déduction de la nouvelle contribution demandée; chaque propriétaire contribue ainsi à parts égales au financement du réseau et il n'y a pas de rétroactivité proprement dite. Les premiers juges ont constaté que, par rapport à la situation antérieure, les équipements réalisés en 2007 par la Commune représentaient pour les recourants une "prestation nouvelle", puisqu'ils permettaient de raccorder à la STEP leur résidence secondaire située en dehors de la zone à bâtir. En conséquence de la jurisprudence citée en préambule du présent considérant, la Cour constitutionnelle a jugé que la taxe unique litigieuse était due par les propriétaires qui, à l'instar des recourants, étaient déjà raccordés au réseau avant l'introduction de cette contribution.
3.4 Les recourants ne contestent pas l'interprétation que les premiers juges ont faite des références de jurisprudence précitées du Tribunal fédéral pour conclure à l'absence de rétroactivité proprement dite de la taxe unique. En particulier, ils admettent, sur le principe, qu'une collectivité publique puisse financer de nouvelles installations d'évacuation des eaux usées par le prélèvement d'une taxe introduite après la réalisation de telles installations pour autant que tous les bénéficiaires des nouveaux équipements soient appelés à contribution, sans égard au fait que leur raccordement au réseau soit antérieur ou postérieur à l'adoption de la nouvelle taxe. Les recourants soutiennent toutefois que la jurisprudence en cause tombe à faux dans le cas particulier, car l'art. 42 du règlement communal 2011 prévoit le prélèvement de la taxe litigieuse "en cas de raccordement" au réseau communal; ils déduisent de ces termes que seuls seraient visés par la nouvelle taxe les immeubles dont le raccordement est postérieur à la date d'entrée en vigueur du règlement litigieux (le 1er janvier 2011), à l'exception de ceux déjà raccordés à cette date; ils soulignent que leur interprétation est renforcée par l'art. 42 de l'annexe no 1 au règlement communal 2011, dont la teneur est la suivante: "Lorsqu'un bâtiment situé hors zone se raccorde au réseau communal, le propriétaire paye une taxe servant au remboursement des dépenses encourues par la Commune pour la réalisation de l'équipement général hors zone le concernant (...)".
3.5 Il est vrai que la formulation de l'art. 42 du règlement communal 2011, lue conjointement avec l'art. 42 de l'annexe no 1, est ambiguë, et que la première interprétation de ces dispositions qui vient à l'esprit est que le fait générateur de la contribution tient plutôt, comme le soutiennent les recourants, dans l'action de se raccorder au réseau, que dans le fait d'être raccordé au réseau: en effet, l'utilisation, dans l'annexe no 1, du présent de l'indicatif pour indiquer quand un propriétaire doit payer la taxe (soit lorsque son bâtiment "se raccorde"), plaide davantage pour interpréter l'expression "en cas de raccordement" dans le sens étroit indiqué par les recourants que dans le sens plus large retenu par la Cour constitutionnelle. En procédure fédérale, la Commune a toutefois expressément confirmé qu'elle partageait l'interprétation des premiers juges, à savoir que l'art. 42 du règlement communal 2011 vise bien à imposer tous les propriétaires d'immeuble(s) raccordé(s) au réseau communal, sans égard au point de savoir si le raccordement est intervenu avant ou après l'entrée en vigueur dudit règlement. Or, une telle interprétation n'apparaît pas insoutenable au regard du texte peu clair de la loi, étant rappelé que, selon la jurisprudence, il n'y a pas arbitraire du seul fait qu'une autre solution que celle retenue par l'autorité attaquée paraît concevable, voire préférable (cf. ATF 137 I 1 consid. 2.4 p. 5 et les arrêts cités) et que, saisi d'un recours abstrait, le Tribunal fédéral n'annule le droit cantonal que si celui-ci ne se prête à aucune interprétation conforme au droit constitutionnel (cf. supra consid. 2). Au surplus, les recourants n'entreprennent pas de démontrer l'arbitraire de l'interprétation litigieuse dans le cas d'espèce. Ils se contentent d'affirmer qu'il "n'a jamais été question que la Commune taxe l'ensemble des propriétaires hors zone à bâtir, mais seulement ceux qui se raccordent au réseau communal depuis l'entrée en vigueur du nouveau règlement." Il est douteux que cette motivation réponde aux exigences prévues en la matière à l'art. 106 al. 2 LTF en lien avec le grief tiré de l'arbitraire (cf. supra consid. 1.5).
Quoi qu'il en soit, l'argumentation des recourants, qui prête à la Commune l'intention d'exonérer du paiement de la taxe litigieuse les immeubles raccordés avant le 1er janvier 2011, procède d'une lecture des faits contraire aux constatations cantonales et aux pièces du dossier. Il apparaît en effet que le règlement communal 2010, partiellement annulé par la Cour constitutionnelle à la requête des recourants, prévoyait déjà à son art. 44, comme l'ont souligné les premiers juges dans l'arrêt attaqué, le prélèvement d'une taxe destinée à financer les travaux réalisés en 2007; or, bien qu'elle fût conçue sous la forme d'une taxe annuelle (et non unique), cette contribution devait, à rigueur de sa lettre, être mise à la charge des propriétaires de "tout bâtiment raccordé directement ou indirectement aux collecteurs (...) dans la zone à bâtir ou hors de celle-ci (afin de couvrir) les frais de construction, de rénovation ou de transformation des installations (...)"; l'art. 44 du règlement communal 2010 précisait que les frais de construction ou de rénovation pouvaient faire l'objet d'un accord avec la commune portant sur un versement unique et que les propriétaires de nouvelles constructions ou de constructions existantes qui se raccorderaient à un réseau des canalisations communales existant paieraient également cette taxe et financeraient "de la même manière que les autres propriétaires raccordés, l'amortissement et les intérêts des sommes investies par la commune". Les recourants ne sauraient dès lors prétendre qu'il n'avait jamais été question, avant l'adoption du règlement 2011, de taxer tous les immeubles raccordés au réseau pour financer les travaux réalisés en 2007. Les faits démontrent au contraire que la Commune a toujours eu cette intention, sans égard au fait que le raccordement des immeubles concernés au réseau fût antérieur ou postérieur à l'introduction de la taxe.
Au reste, il ressort des déterminations déposées par la Commune dans le cadre des procédures cantonale et fédérale, qu'avant l'adoption du règlement 2011 litigieux, tous les propriétaires ayant bénéficié des travaux réalisés en 2007 avaient conclu avec la Commune une convention prévoyant le montant de leur participation au financement des nouvelles installations, à l'exception des recourants qui avaient refusé de signer les conventions proposées en se prévalant de l'absence de base légale (suffisante) pour exiger leur mise à contribution. Pas plus devant la Cour constitutionnelle qu'en procédure fédérale les recourants n'ont contesté ces allégués qui sont au surplus étayés par des pièces au dossier (notamment des copies de conventions), si bien qu'on peut les tenir pour établis (cf. art. 105 al. 2 LTF).
3.6 Dans ces conditions, les premiers juges pouvaient sans arbitraire retenir, comme ils l'ont fait, que la taxe litigieuse vise bien tous les propriétaires bénéficiant des travaux réalisés en 2007, y compris ceux dont le raccordement au réseau est antérieur à l'adoption de l'art. 42 du règlement 2011 le 1er janvier 2011. Une telle interprétation est en effet compatible avec la lettre de cette norme règlementaire et correspond aux intentions clairement exprimées en procédure fédérale par la Commune, intentions qui sont par ailleurs corroborées par les dispositions prises par cette dernière dans le passé (signature de conventions avec les autres propriétaires concernés; règlement communal 2010 instaurant une taxe annuelle à la charge de tous les propriétaires d'un immeuble raccordé au réseau, sans égard au moment du raccordement). On ignore si les propriétaires des immeubles raccordés au réseau avant l'adoption de la taxe ont déjà versé des contributions, par exemple sur la base des conventions passées. Le cas échéant, de telles contributions devront, conformément à la jurisprudence, être déduites de la (nouvelle) taxe. Rien n'indique toutefois que tel ne sera pas le cas et les recourants ne le prétendent pas, leur argumentation se limitant, comme on l'a vu, à soutenir de manière infondée qu'ils sont les seuls propriétaires appelés à contribution. L'art. 42 du règlement 2011 peut donc être interprété d'une manière qui permet de conclure à l'existence d'une rétroactivité improprement dite admise par la Constitution fédérale selon jurisprudence exposée par la Cour constitutionnelle (cf. supra consid. 3.3) et non contestée par les recourants (supra consid. 3.4 in initio). Dans cette mesure, le grief soulevé par les recourants doit être écarté, sans qu'il soit nécessaire d'examiner si les conditions pour prévoir un effet rétroactif proprement dit sont réunies.
4. Il suit de ce qui précède que le recours, mal fondé, doit être rejeté.
Compte tenu de l'issue du litige, les frais judiciaires sont mis à la charge des recourants solidairement entre eux (art. 65 et 66 al. 1 et 5 LTF) et ceux-ci n'ont pas droit à des dépens (art. 68 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 3'000 fr., sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux.
3. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des recourants et du Conseil communal de Vaulion, au Département de la sécurité et de l'environnement et à la Cour constitutionnelle du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 25 juillet 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
Le Greffier: Addy