La contaminación de los cuerpos de aguas superficiales causada por los vertimientos de aguas residuales, ha impulsado a investigar y a desarrollar nuevas tecnologías y/o alternativas que ayuden a mitigar los impactos ambientales negativos causados y que además sean amigables con el ambiente. Las microalgas utilizadas en el tratamiento de aguas residuales pueden ser consideradas como una efectiva alternativa de tratamiento de aguas residuales, puesto que, tienen alta eficiencia de remoción de nutrientes que son contaminantes y que alteran negativamente las características del agua. En esta investigación se diseñó e implementó un prototipo piloto de un sistema de depuración de aguas residuales, el cual consta de un tanque de almacenamiento de agua residual y cinco reactores en serie, como alternativa de tratamiento para las aguas residuales domésticas vertidas al río Chiriaimo. Se establecieron y estudiaron tres diferentes alturas de láminas de agua, para determinar la eficiencia y capacidad de remoción (DQO, DBO, Nitratos, Fosfatos), que tiene la microalga Chlorella s.p. Los resultados obtenidos verifican la gran capacidad que tiene esta microalga de absorber e incorporar en su composición celular nutrientes contaminantes como el nitrógeno y el fosforo, presentes en el agua residual doméstica.