مقدمه: مواد آلی یکی از مهم­ترین خصوصیات کیفی خروجی از تصفیه‌خانه است. هدف این مطالعه مقایسه کارایی سیستم­های نیزار مصنوعی و لجن فعال از نوع هوادهی گسترده در حذف مواد آلی از فاضلاب شهری بر اساس روش سطح پاسخ بود.

روش کار: در این مطالعه تجربی درمجموع ۱۰۰ نمونه به­صورت مرکب برداشت گردید. پارامترهای COD، BOD و کل جامدات معلق با توجه به نوع سیستم تصفیه و زمان راهبری سنجش شد. کلیه مراحل نمونه­برداری، انتقال نمونه، ذخیره‌سازی و اندازه­گیری مطابق روش­های استاندارد آب و فاضلاب انجام شد. طراحی آزمایش‌ها، تعیین مدل و معادله حذف مواد آلی و نیز تعیین نقطه بهینه سیستم با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد.

یافته‌ها: بیشترین میزان حذف COD، BOD و TSS در نیزار مصنوعی به ترتیب ۹۵/۶۷%، ۹۳/۴% و ۸۷/۴۱% و در هوادهی گسترده به ترتیب ۹۷%، ۶۵/۱% و ۸۰/۲% در فصل تابستان به دست آمد. کارایی سیستم هوادهی گسترده در حذف تمامی پارامترها در تمام فصول مورد بررسی بیشتر از سیستم نیزار مصنوعی بود. ضریب همبستگی ۰/۸۹- ۰/۸ تأییدکننده تأثیر زمان راهبری بر کارایی سیستم­های تصفیه بود. مقادیر صحت و دقت در نیزار مصنوعی، ۱۷/۶۵ – ۱۲/۶۴ و در هوادهی گستره، ۱۹/۳۷-۱۶/۰۱ حاصل شد. مدل حاکم بر نیزار مصنوعی و هوادهی گسترده  از نوع خطی بود.

نتیجه‌گیری: کارایی سیستم هوادهی گسترده در صورت راهبری مطلوب بیشتر از نیزار مصنوعی است. روش طراحی سطح پاسخ به‌خوبی از عهده تفسیر کارایی نیزار مصنوعی و هوادهی گسترده در حذف مواد آلی فاضلاب شهری برمی‌آید.