A pressão antrópica sobre os recursos hídricos tem afetado a disponibilidade e a qualidade dos mesmos em todo o mundo. Atualmente, existe uma vasta estrutura legal concernente à preservação dos corpos hídricos, especialmente no que tange ao lançamento de efluentes líquidos no ambiente. Ainda, o modelo de consumo adotado por muitos países a partir da Segunda Guerra Mundial fez com que a quantidade de resíduos sólidos gerados pela sociedade aumentasse a taxas superiores ao próprio crescimento da população. Este aumento trouxe complicações para a disposição final dos resíduos e dos subprodutos associados, como o lixiviado de aterro sanitário, cujo tratamento tem se tornado um desafio para os governos e é objeto de pesquisa por parte da comunidade científica internacional. Este trabalho avaliou o tratamento combinado de esgoto sanitário e lixiviado de aterro sanitário pelo processo PACT®, que consiste na adição de carvão ativado ao reator de lodos ativados. O objetivo principal foi compreender como o tratamento combinado melhora a qualidade do efluente final na redução da DQO. Os objetivos específicos foram avaliar a redução de cor durante o tratamento, a modelagem da redução da DQO e da cor, e a análise da taxa de consumo de oxigênio nos reatores e da sedimentação dos lodos, SD30. Para o desenvolvimento deste trabalho, foram realizados experimentos com 16 reatores em batelada, em escala de bancada. Foram criados dois modelos para representar a remoção da DQO baseados nos resultados. O primeiro modelo combinou as variáveis “concentração de carvão ativado em pó”, CAP, (0 g∙L-1, 2 g∙L-1, 4 g∙L-1 e 6 g∙L-1) e a “proporção de lixiviado” na mistura lixiviado/esgoto (0%, 2%, 5% e 10%), e o segundo modelo combinou a “concentração de CAP” e a “DQO de entrada” (531 g∙L-1, 795 g∙L-1, 1.263 g∙L-1 e 2.001 g∙L-1). Da mesma forma, dois modelos foram criados para modelar a remoção de cor, sendo o primeiro baseado na “concentração de CAP” e a “proporção de lixiviado” e o segundo na “concentração de CAP” e na “cor de entrada” (276 uH, 348 uH, 787 uH e 1.199 uH). A metodologia utilizada para modelar os processos foi a da superfície de resposta. O esgoto sanitário utilizado foi fabricado artificialmente no laboratório para manter as mesmas características ao longo do experimento. A idade do lodo foi fixada em 28 dias. Os resultados indicaram que o efeito da adição de CAP foi nulo quando o efluente de entrada não continha lixiviado; no entanto, à medida que a concentração de lixiviado aplicado à mistura aumentava, o aumento da concentração de CAP nos reatores produziu uma maior remoção de DQO e de cor. Espera-se que esta pesquisa e os modelos obtidos sejam de utilidade para as companhias que venham a realizar o tratamento combinado de lixiviado e esgoto.