Das Water-Hub-Projekt ist eine Machbarkeitsstudie, die einen integrierten Wasser-Energie-Nahrungsmittel-Ökosystem (WEFE) Nexus-Ansatz anwendet, um geeignete naturbasierte Technologien für die nachhaltige Entwicklung einer semi-ariden (peri-)urbanen Region zu untersuchen. Die TUM arbeitet mit der University of Cape Town (UCT), Südafrika, zusammen, die 2017 The Water-Hub, einen Forschungsstandort in Franschhoek, West-Kap, Südafrika, eingerichtet hat, an dem das Projekt angesiedelt ist. Das Vorhaben wird vom Western Cape Government, Department of Environmental Affairs and Development Planning (DEA & DP) als enger Partner unterstützt und vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (StMUV) in Deutschland gefördert.
Das Projekt baut auf die existierenden Aktivitäten zur Wasserrück- gewinnung am Water-Hub auf, um Wasser aus einem Bach, der durch Oberflächenabfluss und die Einleitung ungeklärter Abwässer aus einer informellen Siedlung flussaufwärts stark verschmutzt ist, aufzubereiten. Die vorhandenen naturbasierten Behandlungstechnologien (Biofilter) wurden erweitert um eine Sequential Managed Aquifer Recharge Technology (SMART), die am Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft entwickelt wurde. Kontinuierlich horizontal- durchströmten Multi-Media-Biofilter wurden erwartete bessere Entfernung von organischen Spurenstoffen und Krankheitserregern soll zu einer besseren Wasserqualität führen.
Die Überwachung der Wasserqualität nach einzelnen Behandlungsschritte ist einer der Schwerpunkte, der für die Wasserwiederverwendung von großer Bedeutung ist. Außerdem wird das Potenzial für die Energierückgewinnung durch anaerobe Vergärung von  lokal  verfügbaren  organischen  Stoffströmen aus Restaurants, Landwirtschaftsbetrieben, Supermärkten usw., und Haushalten abgeschätzt. Dies wird die Entwicklung von Bewirtschaftungsplänen für Entrepreneuren zur Energie- und Nährstoffrückgewinnung unterstützen. Das Projekt wird somit zur Verbesserung der Wasser-, Energie- und Ernährungssicherheit in der Provinz Westkap beitragen und gleichzeitig die Umwelt schützen und Ökosystemleistungen regenerieren, was wiederum zur Erreichung der nachhaltigen Entwicklungsziele der UN (SDGs) beiträgt. Der Nexus-Ansatz des Projekts nimmt WEFE als Ausgangspunkt, bezieht aber ausdrücklich auch andere relevante Sektoren, wie Abfall, als Grundlage für einen gerechten Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft mit ein.