A tendência é que nos grandes centros urbanos as estações de tratamento de efluentes apresentem arquitetura que privilegie plantas compactas, com operação estável, baixo impacto ambiental e visual, além de redução nos níveis de odores e ruídos. neste cenário, as etes que empregam a tecnologia mbbr (reatores de leito móvel com biofilme) surgem como uma excelente alternativa, pois apresentam instalações compactas, com impactos relativamente baixos, além de serem altamente resistentes aos choques de carga orgânica, de temperatura e de toxicidade. este processo utiliza elementos suportes para fixação do biofilme, mantidos em suspensão no reator através de sistemas de aeração ou agitadores mecânicos, empregando microrganismos em suspensão e aderidos aos meios suportes, aumentando a quantidade de biomassa contida no reator. este trabalho investiga o desempenho de um mbbr quanto à remoção de carga orgânica e nitrificação, submetido a quatro diferentes condições experimentais, de acordo com o planejamento fatorial elaborado 22. tendo como objetivo principal buscar a condição experimental que resulte em um melhor funcionamento do processo mbbr foram variadas a velocidade superficial do ar (ug) e o tempo de retenção hidráulica (trh). o meio suporte utilizado, contendo 490 m2.m-3 de área superficial específica interna, foi introduzido no reator biológico de acordo com uma razão vs/vr (razão entre o volume de meio suporte e o volume do reator) de 25%. após o reator biológico, alimentado com efluente sanitário, foi instalado um decantador para separação do efluente tratado do lodo excedente. o mbbr foi operado por um período total de 120 dias, sendo que cada condição experimental operou por 30 dias. as velocidades superficiais do ar empregadas foram de 1,78 e 3,57 m.h-1 e os tempos de retenção hidráulica de 8,33 e 12,00 h. a concentração de sólidos suspensos totais no meio reacional foi em média de 218 mg.l-1, característicos de sistemas mbbr. o biofilme apresentou boa atividade, medida através da taxa de consumo de oxigênio. as microscopias realizadas no período de testes mostraram o desenvolvimento de um biofilme fino e denso, recobrindo somente a superfície interna do meio suporte. foi observada também à predominância de rotíferos, indicativos de alto tempo de retenção celular. as eficiências globais de remoção de dqo e o percentual de nitrificação, considerando os resultados obtidos nas quatro condições experimentais, foram de 73 e 89%, respectivamente. sendo que a condição 3 (trh = 8,33 h e ug = 3,57 m.h-1) apresentou os melhores resultados de eficiência. a análise dos efeitos das variáveis independentes (ug e trh) sobre as variáveis de resposta (?dqo e ?n-nh4+) revelaram que para a eficiência de remoção de dqo, o tempo de retenção hidráulica foi o parâmetro que apresentou maior influência, enquanto que a eficiência de nitrificação foi mais afetada pela velocidade superficial do ar. as superfícies de resposta obtidas evidenciaram que para uma remoção de dqo e nitrogênio amoniacal de 76% e 90%, respectivamente, deve ser empregado trh de 12,00 h e ug de 3,80 m.h-1. com base nestes resultados, o investimento para implantação de uma planta mbbr é apenas 15% maior do que o investimento para um sistema de lodos ativados, possibilitando o uso desta tecnologia mesmo para etes de pequeno porte.