Để tính toán khối lượng vôi sống (CaO) cần thiết để tăng pH của nước từ 4 lên 7, chúng ta cần hiểu rõ về các phản ứng hóa học liên quan, cũng như lượng ion hydro có trong nước thải.

1. **Đổi pH ra nồng độ ion H⁺**:
- pH = 4 ⇒ [H⁺] = 10^(-4) mol/l
- pH = 7 ⇒ [H⁺] = 10^(-7) mol/l

2. **Xác định lượng ion H⁺ cần trung hòa**:
- Nồng độ ion H⁺ cần giảm từ 10^(-4) mol/l xuống 10^(-7) mol/l:
- Sự thay đổi về [H⁺] là:
\[
\Delta [H^+] = 10^{-4} - 10^{-7} = 10^{-4} - 0.00001 = 0.000099 mol/l
\]

3. **Điều chỉnh lượng ion H⁺**:
- Để trung hòa lượng H⁺ này, ta cần tính toán dựa vào phản ứng với vôi sống (CaO):
Trong môi trường nước, CaO phản ứng với H⁺ theo phương trình sau:
\[
CaO + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2O
\]
- Từ đó, mỗi mol CaO sẽ trung hòa được 2 mol H⁺.

4. **Tính toán số mol CaO cần thiết**:
- Nồng độ H⁺ cần trung hòa cho 1m³ nước:
\[
N_{H^+} = \Delta [H^+] \times V = 0.000099 \text{ mol/l} \times 1000 \text{ l} = 0.099 \text{ mol}
\]
- Số mol CaO cần thiết để trung hòa số lượng ion H⁺ này:
\[
N_{CaO} = \frac{0.099 \text{ mol}}{2} = 0.0495 \text{ mol}
\]

5. **Tính khối lượng CaO**:
- Khối lượng mol của CaO ≈ 56,08 g/mol
- Khối lượng cần dùng:
\[
m_{CaO} = N_{CaO} \times M_{CaO} = 0.0495 \text{ mol} \times 56.08 \text{ g/mol} \approx 2.78 \text{ g}
\]

Vậy, để tăng pH của 1m³ nước thải từ 4 lên 7, nhà máy cần dùng khoảng **2.78 gram** vôi sống (CaO).