A vinhaça é o principal efluente das destilarias de álcool, resultando entre 10 a 15 litros por litro de álcool produzido. É uma água residuária concentrada, com alto poder poluente e alto valor fertilizante. Isto decorre da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, elevada corrosividade e altos índices de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), além de elevada temperatura na saída dos destiladores. É considerada altamente nociva à fauna, flora, micro fauna e microflora das águas doce. Atualmente a vinhaça é utilizada na fertirrigação da cana de açúcar, porém grandes quantidades de vinhaça podem ter impactos severos no solo e nas águas superficiais e subterrâneas. Como a quantidade de vinhaça produzida é muito grande o solo pode não absorver completamente o efluente, e em tempos de chuva essa vinhaça pode ser arrastada para rios próximos, causando sérios problemas ambientais. Este trabalho teve por objetivo avaliar métodos de oxidação avançada, especificadamente o processo Fenton, no tratamento da vinhaça. O processo Fenton mostra vantagens por ser um processo com uma cinética rápida, e geralmente não necessita de um pós-tratamento. Associado a isto, podemos citar o fato de ocupar um espaço bem menor em comparação com as estações de tratamento biológico convencionais. A vinhaça in natura foi caracterizada e foi avaliada a eficiência deste método em termos de remoção de DQO, DBO, sólidos totais, cor e turbidez. Os resultados experimentais mostraram que o processo Fenton gerou eficiência de remoção superior a 95% para a DQO e 99% para cor e turbidez.