De verwachting is dat de wereldwijde vraag naar water, voedsel en energie de komende decennia dramatisch zal groeien. Membraanprocessen voor voorwaartse osmose (FO) zijn in opkomst als een effectief hulpmiddel voor hergebruik van water, terugwinning van hulpbronnen en energiewinning uit afvalwater. Deze studie heeft tot doel nieuwe technologie te ontwikkelen voor gelijktijdige behandeling/hergebruik van afvalwater, nutriëntenterugwinning en energieproductie. Een nieuw FO-membraan met gunstigere eigenschappen in vergelijking met conventionele membranen op het gebied van ammoniumterugwinning, afstoting van microverontreinigingen en productie van blauwe energie zal op maat worden gemaakt. Een hybride systeem van FO met microbiële elektrolysecel (OMEC) is geïnnoveerd om de membraanprestaties te verbeteren, met betrekking tot het verminderen van membraanvervuiling en volledige afbraak van microverontreinigingen. Dit geïntegreerde systeem kan waterstof produceren voor gebruik als brandstof of chemicaliën en een verdunde oplossing voor het opzuigen van kunstmest bieden voor landbouwirrigatie. Ook wordt de haalbaarheid van het toepassen van het hybride systeem met verschillende soorten afvalwaterbronnen geëvalueerd samen met de toepassing van artificiële intelligentietechnieken. Het volledige systeem zal naar verwachting de circulaire economie bevorderen, de klimaatverandering en voedsel- en waterschaarste wereldwijd aanpakken in de richting van duurzame ontwikkeling.