ส่วนที่ 1 ความรู้พื้นฐาน -- น้ำเสีย การบำบัดน้ำเสีย และการนำกลับคืนทรัพยากร -- จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมและกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ -- ปริมาณสัมพันธ์ของกระบวนการทางชีวภาพ -- อัตราการเกิดปฏิกิริยาของกระบวนการจุลชีพและประเภทของปฏิกรณ์

ส่วนที่ 2 กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ -- กระบวนการแอกทิเวเต็ดสลัดจ์ -- กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบไมใช้อากาศ -- การกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสทางชีวภาพ

ส่วนที่ 3 เทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการนำกลับคืนทรัพยากรจากน้ำเสีย -- การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ -- การนำกลับคืนพลังงานจากน้ำเสียโดยเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ -- การผลิตพลาสติกชีวภาพจากน้ำเสีย -- การนำกลับคืนธาตุอาหารจากน้ำเสีย

ระบบบำบัดน้ำเสียจัดเป็นระบบสุขาภิบาลขั้นพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับสังคมมนุษย์ ซึ่งสามารถช่วยป้องกันการแพร่ระบาดของโรคทางน้ำและป้องกันปัญหามลพิษทางน้ำ เทคโนโลยีชีวภาพนับเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่นำมาประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายสำหรับการบำบัดน้ำเสีย อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากหน้าที่หลักในการบำบัดน้ำเสียแล้ว เทคโนโลยีชีวภาพยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการนำกลับคืนทรัพยากรจากน้ำเสีย ตามแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) ซึ่งจะสามารถช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรที่มีแนวโน้มจะทวีความรุนแรงมากขึ้นในอนาคต ในน้ำเสียนั้นแท้จริงแล้วมีทรัพยากรหลากหลายที่สามารถนำกลับคืนได้ เช่น 1) น้ำสำหรับการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ 2) พลังงาน เช่น ก๊าซชีวภาพหรือกระแสไฟฟ้า 3) ธาตุอาหาร เช่น ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส และ4) วัสดุและสารเคมี เช่น พลาสติกชีวภาพ เป็นต้น ในปัจจุบันมุมมองต่อโรงบำบัดน้ำเสีย (wastewater treatment plants, WWTPs) จึงเริ่มเปลี่ยนเป็นโรงนำกลับคืนน้ำและทรัพยากร (water and resource recovery facility, WRRFs) หนังสือเล่มนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเผยแพร่องค์ความรู้และสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการบำบัดน้ำเสียและการนำกลับคืนทรัพยากรจากน้ำเสีย โดยผู้เขียนได้ผนวกรวมประสบการณ์จากการทำงานวิจัยด้านการใช้เทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการนำกลับคืนทรัพยากรจากน้ำเสียมามากกว่า 10 ปี ไว้ในหนังสือเล่มนี้