El tratamiento de las aguas residuales de las refinerías de petróleo que contienen productos químicos complejos mediante procesos biológicos suele ser un desafío debido a la inhibición y/o toxicidad de estas sustancias cuando sirven como sustratos microbianos. Además, la modelización del rendimiento y la evaluación de costos de los procesos son esenciales para el diseño, la construcción y la previsión de los requisitos económicos futuros de las plantas de tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo (PRWWTPs). En este estudio, se evaluaron el rendimiento y la economía del proceso de lodos activados convencionales (CAS) reemplazado por la tecnología de reactor de lote secuencial (SBR) en una PRWWTP de dos trenes utilizando simulación. Se estudiaron las características del efluente tratado final para las PRWWTPs que contenían procesos CAS + CAS y SBR + CAS bajo condiciones de estado estacionario, y se investigó la evolución de los principales parámetros del efluente final durante los 30 días de simulación para estas plantas. Finalmente, se estimaron y compararon los costos totales de construcción del proyecto, mano de obra de operación, mantenimiento, materiales, químicos, energía y amortización de estas plantas. Los resultados demostraron que el costo de construcción del proyecto de la PRWWTP que contenía procesos CAS + CAS era menor que el de la PRWWTP que contenía procesos SBR + CAS, y los costos de energía y amortización para ambas plantas eran más altos en comparación con los costos de operación, mantenimiento, materiales y químicos. Cabe señalar que este estudio es una simulación por computadora y sacar conclusiones generales únicamente sobre la base de la simulación por computadora puede ser insuficiente.