Olive Mill Residue as an Innovative Adsorbent for Fe(III) Extraction: Understanding Adsorption Models and Kinetics

This research sought to assess the capability of olive mill residue powder as an economical and highly efficient adsorbent for extracting Fe(III) from aqueous solutions. The adsorption process was systematically investigated under varying conditions of contact time, pH, adsorbent dose, and initial Fe(III) concentration, with the experimental data fitted to seven isotherm models and four kinetic models. The Langmuir isotherm demonstrated the highest correlation (R2 = 0.994), with a maximum adsorption capacity (Qm) of 9.19 mg/g and a strong affinity (b = 0.179 L/mg), suggesting single-layer adsorption over a uniform surface. Kinetic studies revealed that adsorption follows pseudo-second-order kinetics (R2 = 1.000), suggesting chemisorption as the dominant mechanism, with rapid equilibrium achieved within 20 minutes. Under optimal conditions, the adsorbent showed exceptional performance across a broad range of Fe(III) concentrations, achieving up to 99% removal efficiency. This study introduces the innovative use of olive mill residue—an abundant agricultural by-product—as a sustainable and cost-effective adsorbent for removing Fe(III) from water. By converting olive mill residue—an abundant agricultural by-product—into an effective adsorbent, we present an environmentally friendly solution to reduce Fe(III) contamination in water. This approach not only tackles water pollution but also supports the circular economy by repurposing waste materials that might otherwise be discarded. Our results demonstrate that this adsorbent has practical potential, offering a cost-effective and accessible alternative to conventional treatment methods, which are often expensive. This work highlights the importance of exploring low-cost, renewable materials for environmental remediation and sets the stage for future research into similar waste-derived adsorbents.

Bu araştırma, zeytin yağı üretim atığı tozunun sulu çözeltilerden Fe(III) ekstraksiyonu için ekonomik ve yüksek verimli bir adsorban olarak kullanılabilirliğini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Adsorpsiyon süreci; temas süresi, pH, adsorban dozu ve başlangıç Fe(III) derişimi gibi farklı koşullar altında sistematik olarak incelenmiş, elde edilen deneysel veriler yedi adsorpsiyon izoterm modeli ve dört kinetik modele uygulanmıştır. Langmuir izoterm modeli en yüksek korelasyonu göstermiştir (R² = 0,994). Ayrıca, maksimum adsorpsiyon kapasitesi (Qm) 9,19 mg/g ve adsorpsiyon afinitesi (b) 0,179 L/mg olarak belirlenmiş olup, bu sonuçlar homojen bir yüzey üzerinde tek tabakalı adsorpsiyonu işaret etmektedir. Kinetik çalışmalar, adsorpsiyonun yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyduğunu göstermiştir (R² = 1,000). Bu durum, kemisorpsiyonun baskın mekanizma olduğunu ve dengeye yaklaşık 20 dakika içerisinde ulaşıldığını ortaya koymaktadır. Optimum koşullar altında adsorban, geniş bir Fe(III) derişim aralığında üstün performans sergilemiş ve %99’a varan giderim verimliliği sağlamıştır. Bu çalışma, bol miktarda bulunan bir tarımsal yan ürün olan zeytin yağı üretim atığının Fe(III)’ün sudan uzaklaştırılmasında sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir adsorban olarak yenilikçi kullanımını ortaya koymaktadır. Söz konusu atığın etkili bir adsorbana dönüştürülmesiyle, sulardaki Fe(III) kirliliğinin azaltılmasına yönelik çevre dostu bir çözüm sunulmuştur. Bu yaklaşım yalnızca su kirliliğinin giderilmesine katkı sağlamakla kalmamakta, aynı zamanda aksi takdirde bertaraf edilebilecek atık materyallerin yeniden değerlendirilmesi yoluyla döngüsel ekonomiyi de desteklemektedir. Elde edilen sonuçlar, bu adsorbanın pratik uygulama potansiyeline sahip olduğunu ve çoğu zaman yüksek maliyet gerektiren geleneksel arıtma yöntemlerine ekonomik ve erişilebilir bir alternatif sunduğunu göstermektedir. Çalışma, çevresel iyileştirme uygulamalarında düşük maliyetli ve yenilenebilir materyallerin araştırılmasının önemini vurgulamakta ve benzer atık kökenli adsorbanlara yönelik gelecekteki araştırmalar için bir temel oluşturmaktadır.