O objetivo desse trabalho foi realizar uma otimização multivariada do processo oxidativo avançado do tipo UV/H2O2 na descoloração de efluente têxtil. Utilizou-se um fotoreator com volume útil de 400mL e lâmpada UV com potência de 60W. Todos os experimentos foram realizados em regime de batelada com recirculação, seguindo as condições pré-estabelecidas no planejamento fatorial. Os resultados mostraram que as condições ótimas das variáveis do processo UV/H2O2 para a remoção de 95% da cor do efluente têxtil foram: pH 3,5; [H2O2] 1164 mg/L e 81 min de reação. Entretanto, as condições obtidas pela maximização da eficiência e minimização do custo operacional do processo (correção do pH, custo energético e custo dos reagentes) foram alteradas para: pH 3,3; [H2O2] 1500 mg/L; 54min com redução de 10% no custo operacional. Assim, os resultados obtidos nesse estudo evidenciam a importância da inclusão do custo como variável resposta nos processos de otimização.