Na exploração do petróleo são gerados vários resíduos e grande parte destes são águas que são produzidas juntamente com o petróleo, advinda da extração de óleo e gás em poços. O descarte da água produzida oriunda de poços é feita de acordo com os critérios estabelecidos pela resolução 393/07 do CONAMA. E essas águas, após tratadas por métodos convencionais de separação, são lançadas ao mar. O crescente volume de águas produzidas resultante constitui-se em um perigo potencial para o meio ambiente, além do desperdício de um recurso natural cada vez mais escasso. A indústria do petróleo vem tentando encontrar alternativas para recuperação destes efluentes e atender a legislações cada vez mais exigentes. Um dos potenciais métodos que podem ser aplicado nesse tratamento são os processos oxidativos avançados – POA, os quais têm-se mostrado eficazes na degradação de compostos orgânicos, pois geram substâncias com elevado potencial de oxidação, capazes de degradar estes compostos. O presente trabalho contempla o desenvolvimento de um reator fotoquímico estudando a degradação de hidrocarbonetos presentes em um efluente sintético preparado com diesel e fenol, aplicado no tratamento via Processo Foto-Fenton, visando aplicação no tratamento e recuperação da água produzida. Para verificar o processo de degradação da matéria orgânica, amostras foram coletadas durante os ensaios experimentais e analisadas com um analisador de carbono orgânico total (COT). Os resultados obtidos demostraram o grande potencial deste tipo de tratamento, em certas condições experimentais, levando à completa mineralização dos poluentes orgânicos.