Este trabalho desenvolveu, utilizando a metodologia FEL, o projeto básico de engenharia de uma planta integrada de tratamento de esgoto doméstico empregando tecnologias que visam a melhoria da qualidade da água tratada, com destaque especial para o biorreator aeróbico com membranas e para a osmose inversa parcial. O projeto visa produzir água de reuso, removendo, de forma eficaz e segura, compostos de difícil tratabilidade, como: resíduos de produtos de limpeza, remédios, cosméticos, micro e nanoplásticos, entre outros. Foram desenvolvidos um diagrama de blocos, com representação completa do processo, e dois fluxogramas de processo, com representação simplificada das partes hidráulica e de instrumentação da planta. Desenvolveu-se também as memórias de cálculo contendo o balanço de massa e o dimensionamento dos principais equipamentos do processo. No total foram identificadas 87 correntes de processo, sendo calculados os dados de vazão, pressão, temperatura e composição das principais (23 correntes). Utilizando resultados típicos obtidos em plantas similares, foi possível observar uma recuperação global de 78,7 por cento da água tratada, com remoções, a partir do esgoto sanitário bruto, de 99,70 por cento da DQO, 99,86 por cento da DBO, 99,50 por cento de COT e 99,99 por cento da turbidez.