当下,我国城市地下排污管道老龄化严重,加之污水排放量增多及污水处理技术不完善,致使我国多数城市地下污水管道结构破坏。混凝土污水管道的腐蚀是一个漫长的过程,特别是重力管道内部环境复杂,为了进一步研究非满流污水管道内部混凝土的腐蚀劣化机制,本文通过自行设计的加速腐蚀模拟装置,综合考虑真实污水管道内部环境条件,对气相和液相中的硫化氢浓度和污水浓度进行了加速设计,研究了不同温湿度及硫化氢浓度条件下,气相及水位区混凝土试件的外观形貌、表面pH、质量损失、腐蚀深度以及微观形貌、矿物组成、组成元素等,对混凝土试件的腐蚀诱导期及发展期进行了分析。此外,还对混凝土的腐蚀发展过程进行了探究。研究结果发现:随着硫化氢浓度、温湿度的增加,气相和水位区试件的腐蚀也越严重。对于气相试件,硫化氢浓度对试件腐蚀影响最显著,湿度次之,温度最小;对于水位区试件,硫化氢浓度对试件腐蚀影响最显著,温度次之,湿度最小。气相环境下,500 ppm条件下试件在90 d左右出现了明显的质量损失,此时试件的表面pH也降到了7左右,说明在此之后试件进入了腐蚀的快速发展阶段;对于水位区试件,同条件下出现明显质量时的表面pH也降到了7,不过仅需60 d左右,这可能由于该位置试件受气相化学酸及污水生物酸双重腐蚀作用的差别所致。此外,在腐蚀发展试验中通过对试件中S元素渗透深度分布图的分析可知,从腐蚀层沿试件内部方向,S元素深度分布区域有明显的差别,即S元素含量最多的腐蚀层、含量波动的腐蚀过渡层以及含量趋于稳定的未腐蚀层。由表及里表现为腐蚀层和过渡层的区域变大,S元素的含量降低。通过对试件生物膜形貌观察发现,全泡位置生物膜发黑,水位区处有白色絮状物,且越往上生物膜越薄越松散。由生物膜面孔隙率的计算得到,全泡位置、水位区位置、气相位置处生物膜的厚度分别为763 mm、567 mm和340 mm。对不同部位S元素像素点的计算得到,全泡位置处S元素含量最多,水位区位置S元素含量次之,气相位置最小,像素点数值表现为沿气相方向减小的规律。