En este trabajo se aborda la regulación de aguas residuales de la industria petroquímica en un sistema de lodos activados por medio de un diseño simple de control robusto retroalimentado. La propuesta de control se basa en modelos de respuesta escalón simple y una elección favorable del flujo de descarga del sedimentador como la variable manipulable. Con base a modelos de primer orden y primer orden más tiempo muerto, que considera el tiempo de retardo en la medición de DQO, se derivan dos controladores robustos. Los controladores propuestos se componen por dos partes: (i) un estimador de incertidumbres para compensar incertidumbres y términos despreciados en los modelos aproximados entrada-salida, y (ii) un control retroalimentado por inversión dinámica. Las simulaciones numéricas, sobre un modelo validado de un sistema de lodos activados tratando aguas residuales de la industria petroquímica, muestran un buen desempeño a lazo cerrado y buenas propiedades de robustez.