Este estudio de caso evalúa la valorización de corrientes de aguas residuales industriales para la generación de bioenergía en una instalación industrial de municiones. Se realizaron demostraciones piloto a escala en el sitio para investigar la viabilidad del crecimiento de algas en las aguas residuales objetivo a una escala exterior más grande. Se llevó a cabo un estudio de campo exploratorio seguido de uno optimizado utilizando dos estanques de carreras abiertos de 1000 L desplegados dentro de un invernadero en una instalación industrial de municiones. Un sistema en línea permitió el monitoreo constante de parámetros operativos como temperatura, pH, intensidad de luz y oxígeno disuelto dentro de los estanques. La semilla original de algas evolucionó hacia un consorcio abierto resistente de microalgas verdes y cianobacterias que fueron identificados y caracterizados con éxito. Se realizaron mediciones semanales del nivel de nutrientes en los licores de los estanques junto con la determinación de la biomasa algal para evaluar cuantitativamente los rendimientos de crecimiento. Después de la cosecha de algas de los estanques, la biomasa se concentró y se evaluó su contenido de aceite y su potencial de metano bioquímico (BMP) para proporcionar una estimación de la producción de energía basada en algas. Además, se evaluó la correlación entre la biomasa, las condiciones de cultivo, el contenido de aceite y el BMP. La productividad promedio areal más alta lograda durante los meses de verano fue de 23.9 +/- 0.9 g/md, con un BMP de 350 scc/gVS. Se observó un contenido de aceite del 22% en peso durante la operación bajo cargas bajas de nitrógeno. Además, un análisis tecnoeconómico y una evaluación del ciclo de vida demostraron la viabilidad del escenario propuesto de valorización de aguas residuales y ayudaron a optimizar el rendimiento del proceso hacia una mayor ampliación.