Limbah cair minyak sawit masih menjadi persoalan di Indonesia. Tingginya kandungan organik jika tidak dilakukan pengolahan mengakibatkan pencemaran lingkungan, sehingga diperlukan pengolahan lanjutan salah satunya menggunakan mikroalga Chlorella sp yang diimobilisasi. Mikroalga Chlorella sp. dapat dimanfaatkan untuk pengolahan limbah POME karena berpotensi sebagai nutrien untuk pertumbuhan alga. Tujuan penelitian ini menghitung efisiensi penyisihan COD, nitrogen total limbah cair sawit didalam flat-fotobioreaktot dengan variasi konsentrasi limbah dan sumber cahaya yang berbeda. Imobilisasi sel Chlorella sp. menggunakan kalsium alginat untuk membentuk bead alga diameter 3-4 mm. Pada Ppnelitian ini konsetrasi limbah POME divariasikan 50%, 75%, dan 100% (v/v) dan variasi sumber cahaya yang berasal dari cahaya matahari dan cahaya lampu dengan intensitas cahaya 5000±300 lux dan fotoperiode 12:12 jam. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penyisihan limbah cair sawit tertinggi pada konsentrasi limbah 50% (v/v) menggunakan sumber cahaya buatan dengan densitas maksimum mencapai 1,93 x 107 sel mL-1 dan mampu menyisihkan COD, dan nitrogen total masing-masing yaitu 80% dan 84,93% pada hari ke 7. Maka, pengolahan limbah cair minyak sawit dengan proses immobilisasi mikroalga dalam chlorella sp flat-fotobioreaktor cukup efektif untuk menurunkan konsentrasi COD dan nitrogen total.