Учебное пособие посвящено вопросам использования биотехнологии при развитии человеческого общества по пути ноосферогенеза. Дан краткий анализ процесса самоорганизации материи от физической формы ее существования до появления Разума — социальной формы организации материи. Рассмотрены принципы структурной организации экосистем, в частности водных экосистем — колыбели жизни на Земле, изучены механизмы поддержания гомеостаза водных экосистем, рассмотрены принципы управления структурной организацией водных экосистем как фактора улучшения качества очистки (доочистки) сточных вод. Сформулированы основные экологические принципы функционирования ноосистем, принципы производственной деятельности, позволяющие отходам ноосистем эффективно встраиваться в пищевые цепи экосистем, не замедляя круговорот биогенных веществ, в том числе основные принципы организации замкнутых циклов водоиспользования на производствах. На примере гидролизной промышленности рассмотрена технология, позволяющая осуществлять замкнутый цикл водоиспользования на производстве, а также технология биологической очистки хозбытовых сточных вод, в частности от биогенных элементов, основным из которых является фосфор, как с целью их повторного использования, так и перед сбросом в природные водные экосистемы. Рассмотрены теория и практика создания объектов экологического дизайна производства. Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов, обучающихся по программе бакалавриата направления подготовки «Биотехнология».