Μεταξύ των διαφόρων βιολογικών μεθόδων που εφαρμόζονται στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων παγκοσμίως, το συμβατικό σύστημα ενεργού ιλύος είναι το πιο σύνηθες και έχει συμβάλλει σημαντικά στην προστασία τόσο της δημόσιας υγείας, όσο και του περιβάλλοντος. Ωστόσο, οι σύγχρονες απαιτήσεις για τη βιωσιμότητα των πόρων σε παγκόσμια κλίμακα έχουν ενισχύσει σε σημαντικό βαθμό τη διερεύνηση νέων λύσεων και τη μετατροπή των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων από συστήματα διαχείρισης αποβλήτων σε συστήματα ανάκτησης ενέργειας και θρεπτικών.
Το ερευνητικό πρόγραμμα FORWARD-WATER στοχεύει στην αντιμετώπιση των βασικών μειονεκτημάτων του συμβατικού συστήματος ενεργού ιλύος, όσον αφορά στις απαιτήσεις ενέργειας και στο δυναμικό ανάκτησης πόρων, αξιοποιώντας τη χημική ενέργεια και τα θρεπτικά που περιέχονται στα ανεπεξέργαστα αστικά λύματα. Ο βασικός στόχος του προγράμματος είναι η ανάπτυξη ενός αποδοτικού συστήματος φυσικής ώσμωσης, έτσι ώστε τα αστικά λύματα να μετατρέπονται σε ένα ρεύμα μικρού όγκου με υψηλές συγκεντρώσεις οργανικού άνθρακα και θρεπτικών. Ταυτόχρονα, η αποδοτική υλοποίηση της φυσικής ώσμωσης ενισχύει α) τη δυνατότητα εφαρμογής κατάντη αναερόβιας επεξεργασίας για την ανάκτηση ενέργειας και β) τη χημική κατακρήμνιση για την ανάκτηση θρεπτικών με τη μορφή στρουβίτη. Ο απώτερος αυτός σκοπός θα επιτευχθεί ακολουθώντας τους ακόλουθους επιμέρους στόχους του προγράμματος:
