A água de produção é um resíduo de elevada salinidade e rica em hidrocarbonetos de difícil degradação; o emprego de tratamento biológico para a degradação de seus contaminantes orgânicos é um desafio e a utilização de métodos de tratamento oxidativos que possam aumentar a sua biodegradabilidade tem sido estudada. A aplicação do ozônio como oxidante abrange, entre outros, a redução da demanda química de oxigênio e da demanda bioquímica de oxigênio. Desta forma, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o processo de tratamento de água de produção submetida à pré-ozonização, seguido de tratamento biológico aeróbio em reator em batelada sequencial. Para tanto, foi construído um reator aeróbio operado em bateladas sequenciais (AeSBR), em escala de bancada, com ciclos de 24 horas. O AeSBR tinha volume útil de 10 L e era alimentado diariamente, com 8 L de a água de produção pré-ozonizada (APPOz) diluída em substrato sintético simulando esgoto sanitário (SES), com concentração média de 500 mg/L(SES500) e 1000 mg/L (SES1000), cujo percentual de APPOz aumentou gradativamente, de 1% a 5%, resultando em 8 fases operacionais. Os resultados mostraram um valor médio de 71% de remoção de matéria orgânica em termos de DQO, para a fase sem adição de APPOz (100% SES500). Nas fases subsequentes verificou-se que a eficiência decrescia com o aumento do percentual de adição de APPOz, com valores de 78%, 47%, 60% e 36% para as fases 5 (1% de APPOz + 99% SES500), 6 (2% de APPOz + 98% SES500), 7 (2% de APPOz + 98% SES1000) e 8 (5% de APPOz + 95% SES1000). Comportamento semelhante foi verificado no processo de nitrificação. As constantes cinéticas de amonificação e as velocidades específicas da nitratação confirmaram a inibição do processoaeróbio. Mesmo assim, o estudo do perfil temporal de amonificação e nitrificação mostraram que o tempo de reação da batelada podia ser reduzido de 22 para 10 horas. Os ensaios de toxicidade com Artemia Salina não apresentaram letalidade CL50.Esses resultados permitiram concluir que ainibição do processo aeróbio pode ser atribuída principalmente à elevada salinidade devido a adição da APPOz, que na fase com 5% de APPOz era de 11,7 gCl-.L-1.