Actualmente, la recuperación de recursos de las aguas residuales urbanas (AR) representa una prioridad. En este tema, la posible recuperación de celulosa para su posterior reutilización en diferentes sectores está ganando interés. En este trabajo, se seleccionó una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) convencional de gran tamaño como estudio de caso. Se utilizó un tratamiento mecánico preliminar, con el objetivo de separar, cuantificar y caracterizar la celulosa en las AR. Los resultados sugieren que la producción per cápita de lodo celulósico primario seco (D-PCS) es igual a 1.46 +/- 0.13 kg PE y, con un valor calorífico promedio de 21.04 MJ kg. Las fibras celulósicas tienen una longitud promedio de >100 um y un grosor de 2-5 um. El D-PCS fue posteriormente tratado mediante pirólisis a media temperatura; un total del 29.5% del D-PCS inicial se convirtió en lodo celulósico primario pirólizado (P-PCS) y solo el 26% en gas pirolítico. Más del 44.5% de la celulosa seca puede convertirse en aceite pirolítico. Además, se han considerado tres escenarios diferentes de recuperación, y se ha estudiado el impacto de la separación de celulosa en términos de flujos de DQO que ingresan a la PTAR y la posible recuperación de energía. Los resultados sugieren que, en este estudio de caso, la posible separación del lodo celulósico primario del flujo de agua de entrada no tendría un impacto significativo en la carga de DQO que ingresa a los tratamientos biológicos y en la producción de biogás en la digestión anaeróbica del lodo secundario.