No intuito de explorar o comportamento da qualidade de águas residuárias urbanas, o trabalho buscou estabelecer padrões sazonais das relações entre a qualidade dessas águas e fatores ambientais, contribuindo no processo de sua gestão. Foram aplicados métodos de Análise de Agrupamento, Mann-Kendall e Box-Jenkins. Os dados foram obtidos de amostras de águas residuárias coletadas no Interceptor Leste do sistema de esgotamento sanitário de Campina Grande - PB, no período 1977-1989, e analisadas na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários. Foram observadas relações sazonais de indicadores de qualidade de águas residuárias e, a partir da análise de séries temporais, foi possível modelar o comportamento dos dados de precipitação e temperatura, além dos indicadores de qualidade das águas residuárias, com modelos considerados satisfatórios após avaliação de erros e resíduos, também descrevendo efeito sazonal em todas essas variáveis.