造纸工业产生的废水具有流量大、有机负荷高、碱性强、色度深的特点，尤其是一些采用化学制浆的工艺，排放的“黑液”和“中段水”成分复杂，处理难度大。熟石灰在其中扮演着重要的化学混凝剂和中和剂角色。
对于碱法制浆产生的碱性废水，熟石灰并非主要用于中和，但在处理混合废水或特定工段废水时，其价值得以体现。熟石灰溶解后产生的钙离子是一种高效的低成本混凝剂。它能与废水中大量存在的木质素、半纤维素等带负电的有机分子以及细微的纤维悬浮物发生电中和及桥联作用，形成粗大的矾花，从而通过后续的沉淀或气浮单元被有效去除。
这一过程不仅大幅降低了废水的化学需氧量和色度，也能共沉淀去除一部分与有机物结合的重金属离子及树脂酸等毒性物质。熟石灰的强碱性还能破坏某些发色基团，起到一定的脱色效果。
此外，在处理含有硫酸根离子的造纸废水时，钙离子能与硫酸根生成硫酸钙沉淀，在一定程度上降低废水的硫酸盐浓度。
但该方法也存在明显缺点：投加熟石灰会引入大量的钙离子，导致出水硬度增加；同时，生成的化学污泥（主要成分为有机纤维与碳酸钙、硫酸钙的混合物）体积庞大，脱水性一般，增加了污泥处置的难度和成本。因此，熟石灰混凝法常作为造纸废水深度处理或预处理的一个环节，需与其他生物处理、膜处理等技术组合使用，以平衡处理效果与经济性。
