Dans le cadre de la réhabilitation de l’usine de potabilisation de Saint-Sulpice (Lausanne, Suisse), le service de l’eau de la ville de Lausanne a conduit des essais pilotes afin de choisir la filière de traitement la plus adaptée. L’usine actuelle de 1971 est une filière de traitement simple consistant en une filtration sur sable suivie d’une chloration. Malgré la production d’une eau potable de qualité satisfaisante, la filière actuelle n’est pas capable de faire face aux nouveaux défis du domaine du traitement de l’eau (micropolluants). Les essais pilotes, réalisés entre 2014 et 2017, ont porté sur des technologies améliorant l’abattement des micro-organismes, des matières en suspension (MES) et des micropolluants. Il existe trois méthodes pour abattre les micropolluants : l’adsorption sur charbon actif (CA), la filtration membranaire fine (nanofiltration ou osmose inverse) ou l’oxydation. Trois mises en œuvre de charbon ont été testées : filtration sur CA en grain (CAG), suspension de CA micrograins (CAµG) ou mise en contact de CA poudre (CAP) (sur l’usine de Lutry). Un pilote de nanofiltration a également été testé, ainsi qu’un procédé d’oxydation avancée (AOP), avec de l’ozone et du peroxyde d’hydrogène, suivi d’un filtre CAG. Chaque procédé présente des spécificités qui lui permettent de mieux abattre certaines molécules par rapport à d’autres. L’étude s’est particulièrement focalisée sur l’abattement des trois principaux micropolluants retrouvés en permanence en concentrations les plus élevées dans l’eau du lac Léman : metformine (450 ng/L), 1H-benzotriazole (80 ng/L) et gabapentine (30 ng/L). Hormis une élimination faible du 1H-benzotriazole (35 % environ), la filtration membranaire par nanofiltration ou par osmose inverse basse pression permet des abattements supérieurs à 80 % pour la majorité des micropolluants. L’AOP, couplée avec une filtration sur CAG, permet d’atteindre de bons rendements d’élimination des micropolluants (70 %). L’ozonation des micropolluants engendre des sous-produits, aujourd’hui difficilement identifiables et quantifiables. Globalement, le charbon actif permet un abattement moyen des micropolluants de 20 à 40 % selon sa mise en œuvre. La future filière sera composée autour d’une unité d’ultrafiltration (MES et micro-organismes). Le traitement des micropolluants sera, lui, assuré soit par une étape d’adsorption sur charbon actif, soit par une étape de nanofiltration ou une combinaison des deux. Le traitement par charbon actif pourrait éventuellement être amélioré par le couplage avec un procédé AOP.

Before the rehabilitation of its main drinking water treatment plant (DWTP), the Water Service of Lausanne realized many pilot tests to select the most suitable treatment line. The current plant from 1971 is characterized by a simple treatment system consisting of sand filtration followed by chlorination. Although it is now possible to produce drinking water of satisfactory quality, it is unable to cope with the new challenges in the field of water treatment, such as the elimination of micropollutants. The pilot tests, which took place between 2014 and 2017, focused on technologies to improve the elimination rates of micro-organisms, suspended solids (TSS) and micropollutants. Currently, there are three methods for removing micropollutants: adsorption on activated carbon, fine membrane filtration (nanofiltration or reverse osmosis) or oxidation. Three types of activated carbon applications were tested : granular (GAC) filtration, granular suspension or powder in contact tank. A nanofiltration pilot was also tested, as well as an advanced oxidation process (AOP), with ozone and hydrogen peroxide, coupled with GAC. Each process has specific characteristics that allow it to cut down some molecules better than others. The study particularly focused on the reduction of the three main micropollutants found permanently in the highest concentrations in Lake Geneva water : metformin (450 ng/L), 1H-benzotriazole (80 ng/L), and gabapentin (30 ng/L). Apart from a low retention efficiency of 1H-benzotriazole (about 35%), membrane filtration by nanofiltration or low-pressure reverse osmosis allows reductions of more than 80% for most of micropollutants. The AOP, coupled with a GAC filtration, allows to achieve good removal efficiency of micropollutants (70%). Oxidation of micropollutants by ozone produces by-products which are difficult to identify and quantify, including a significant risk of bromate formation. Activated carbon, allows an average reduction of micropollutants of about 20 to 40% according to its implementation. The future DWTP will be built around an ultrafiltration unit (TSS and microorganisms). The treatment of micropollutants will be ensured either by an adsorption stage on activated carbon, by a nanofiltration stage or a combination of both. The treatment with activated carbon could possibly be improved by coupling with an AOP process.