Estudos e pesquisas realizados no Rio Grande do Norte evidenciam tendência crescente e contínua de eutrofização dos mananciais superficiais, por resíduos oriundos das atividades antrópicas acarretando diversos riscos para a saúde humana. Para tal situação, é essencial que estudos sejam realizados para a escolha de uma configuração de tecnologias de tratamento de água capaz de garantir a qualidade da água oferecida a população local. Com isso, diversas pesquisas se concentram na busca das condições ótimas de tratamento de água. Contudo, nem sempre as condições ótimas são as mais adequadas a serem implantas em estação em escala real devido estas condições sofrerem com elevadas variações durante o processo de tratamento. Desse modo, o presente trabalho avaliou, em escala piloto, as técnicas de tratamento de dupla filtração e filtração direta, com pré-oxidação e coagulação para o tratamento de água de reservatório com elevada densidade de cianobactérias, baixa turgidez e cor elevada buscando obter a condição mais robusta no processo. Os fatores de controle estudados foram a taxa de filtração e as granulometrias dos filtros decendentes e ascendentes tendo o tempo de filtração sido considerado o fator de ruído do processo. Para a realização e análise dos experimentos foram utilizados dois planejamentos experimentais, sendo um delineamento split-plot para a filtração direta e um delineamento split-spliplot para a dupla filtração. Como resposta ao tratamento foram avaliados os parâmetros de turbidez, cor aparente, cor verdadeira, pH, temperatura, absorbância, matéria orgânica natural e vazão dos filtros. Para ambas as configurações estudadas não foram obtidos valores de turbidez em conformidade com a Portaria de Consolidação nº 5 de 2017, enquanto os valores de pH não sofreram influencia dos fatores de controle estudados e a temperatura é influenciada pelas condições climáticas durante os ensaios. Ambas as configuração obtiveram resultados de cor aparente em conformidade com a Portaria de Consolidação nº 5 de 2017, tendo a dupla filtração obtido resultados mais robustos com taxa de filtração mais elevadas do que a filtração direta. Enquanto, a granulometria dos filtros descendentes pouco influenciaram nos resultados e a menor granulometria dos filtros ascendentes apresentou os piores resultados não sendo indicada para estudos posteriores.