O objetivo deste trabalho foi sintetizar biodiesel microalgal a partir da fração lipídica da biomassa gerada no tratamento do efluente agroindustrial. Os experimentos foram conduzidos em um biorreator, de coluna de bolhas, operando em batelada, alimentado com 1,5L de efluente, com pH ajustado para 7,5, 100mg/L do inóculo da microalga Phormidium autumnale, temperatura de 25°C, ausência de luminosidade, e Q/V (vazão por unidade de volume) de 1,0 VVM (volume de ar por volume de efluente por minuto) e tempo de residência de 7 dias. O perfil de ácidos graxos foi predominantemente saturado (93,1%), sendo o ácido caprílico o ácido graxo majoritário (66,6%) presente na composição lipídica da biomassa. A síntese e caracterização do biodiesel microalgal evidenciou a possibilidade da obtenção de um combustível com características de qualidade (teor de ésteres de 99,9%, número de cetano de 60,5, índice de iodo de 6,2 g I2/100g, grau de insaturação de 6,9 e ponto de entupimento de filtro a frio de -2,8ºC) enquadradas dentro das normas brasileiras, europeias e norte americanas.