The residue generated in a greater proportion in the exploration of oil is the water production, which can be associated with the oil produced. The produced water has high salinity, oil particles in suspension, chemicals added in various production processes, heavy metals and other contaminants. It makes the water produced a pollutant whose improper disposal can cause damages to the environmental. Seeking to improve the treatment of produced water, this work aims to study the adsorption of the produced water using bagasse and bagacilho from sugar cane as bioadsorbents. The adsorption is an easy scaling operation and it is an effective procedure for removal of contaminants in various processes, and has focus in the area of wastewater treatment. Characterization was carried out through the using of oil analysis: density, kinematic viscosity. The characterization of waste adsorbents (bagasse and bagacilho) was carried through the analysis of moisture, particle size, ash content and scanning electron microscopy (MEV), which was used to investigate the crystal structure and morphology of the samples. Adsorption isotherm models were evaluated for fit to the experimental data for both residues: bagasse and bagacilho. We used the models of Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich e Temkin isotherms. The reaction kinetics was evaluated using the model of Lagergren pseudo first order model of Ho and McKay pseudo second order. The results of batch experiments were satisfactory for the treatment of produced water using bagasse and sugarcane bagacilho as adsorbent agents. / O resíduo gerado em maior proporção na exploração de petróleo é a água de produção, que pode ou não estar associada ao óleo produzido. A água produzida possui alta salinidade, partículas de óleo em suspensão, produtos químicos adicionados nos diversos processos de produção, metais pesados, entre outros contaminantes. Isto a torna um poluente cujo descarte indevido pode provocar danos ao meio ambiente. Buscando a melhoria no tratamento da água produzida, este trabalho tem por objetivo estudar a adsorção de óleo de água de produção de petróleo utilizando bagaço e bagacilho da cana de açúcar como agentes bioadsorventes. A adsorção se mostra uma operação unitária muito estudada, robusta, de fácil escalonamento e operação, pois é um processo eficaz para a remoção de contaminantes em diversos processos, possuindo como foco a área de tratamento de efluentes. Foi realizada a caracterização do petróleo utilizado através das análises: densidade e viscosidade cinemática. A caracterização dos resíduos adsorventes (bagaço e bagacilho) foi realizada por meio da análise de umidade, granulometria, teor de cinzas e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi empregada para investigar a estrutura cristalina e morfologia das amostras. Modelos de isotermas de adsorção foram avaliados quanto ao ajuste aos dados experimentais para ambos os resíduos: bagaço e bagacilho. Foram utilizados os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich, Dubinin – Radushkevich e Temkin. A cinética da reação foi avaliada, utilizando o modelo de Lagergren de pseudo primeira ordem e o modelo de Ho Mckay de pseudo segunda ordem. Os resultados dos experimentos em batelada foram satisfatórios para o tratamento de água produzida utilizando o bagaço e o bagacilho da cana de açúcar como agente adsorvente.