O tratamento biológico pelo processo de lodos ativados é amplamente aplicado no tratamento de resíduos, pois sua microbiota é capaz de biodegradar compostos orgânicos e romper cadeias poliméricas. Polímeros sintéticos como a poli-ε-caprolactona (PCL) é parcialmente biodegradado e para aumentar sua biodegradação, é recomendado processar uma blenda contendo polímero natural, como o amido. O processo de lodo ativado tem sua microbiota alterada dependendo da fonte de carbono utilizada, para isto, a técnica molecular FISH é aplicada para identificar e enumerar grupos específicos de microrganismos, pois é capaz de detectar elementos genéticos em amostra de fluorescência por sondas específicas e microscopia de fluorescência. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade da microbiota do lodo ativado em biodegradar filmes de PCL e blendas de PCL/amido e verificar por FISH os grupos de microrganismos responsáveis pela biodegradação. A proporção da blenda foi 35% em massa de amido, 15% em massa de plastificante Edenol e 50% de PCL. Os filmes poliméricos apresentaram espessura de 0.90 mm e tamanho de 2 x 6 cm. O processo de biodegradação ocorreu em reator de 2,5L, contendo os filmes poliméricos como fonte de carbono à temperatura ambiente por 120 dias. A biodegradação foi avaliada por MEV (microscopia eletrônica de varredura), MFA (microscopia de força atômica) e TGA (termogravimetria). A perda de massa para o filme de PCL foi de 41%, enquanto que a blenda teve uma redução de 84%. A microbiota variou durante a biodegradação dos polímeros, apresentando sinal positivo de fluorescência para Gammaproteobacteria, Firmicutes e Mycobacterium na biodegradação do PCL, e Alphaproteobacteria e Betaproteobacteria para a blenda. Diante dos resultados, conclui-se que o tratamento biológico por lodo ativado é um processo promissor nos estudos de biodegradação de polímeros.