CC BY
46
УДК 631.333
МЕТОДОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ
А.Ю. Брюханов, кандидат технических наук, заведующий отделом
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства
E-mail: sznii6@yandex.ru
Аннотация. Рассмотрены основные положения методологии экологически безопасного функционирования животноводческих комплексов, которые базируются на методе проектирования и критериях оценки технологий утилизации навоза, помета. Показано, что потенциальный риск ущерба окружающей среде при утилизации навоза, помета составляет более 85% от общего риска ущерба окружающей среде от сельскохозяйственного производства Северо-Западного федерального округа. Угрозу представляют потери биогенных элементов в окружающую среду, прежде всего азота и фосфора, которые составляют около 35 тыс. тонн в год по азоту (N) и около 4,5 тыс. тонн в год по фосфору (P). В результате происходит загрязнение окружающей среды, а растениеводство теряет ценнейший ресурс для поддержания плодородия почвы и питания растений. Для решения этой проблемы разработан комбинированный метод проектирования технологий утилизации навоза и помета, учитывающий условия производства; методика и математические модели оценки сохранности азота на базе логико-лингвистического метода. Результаты исследований показывают, что внедрение адаптированных к условиям хозяйств технологий утилизации навоза на основе критериев удельных приведенных затрат и эколого-экономического эффекта позволяют достичь высокой сохранности азота. Применение разработанного метода позволяет достичь сохранности азота при утилизации навоза КРС - 72%, навоза свиней - 70% и помета птицы - 78%, что на уровне Северо-Западного региона составит около 10500 тонн азота в год. При этом расчетное значение экономического эффекта составит более 5 млрд руб. в год.
Ключевые слова: экологическая безопасность, сельское хозяйство, методология, критерии, навоз.
В настоящее время основным путем развития животноводства является переход на интенсивные технологии, обеспечивающие экономическую и энергетическую эффективность. В то же время интенсификация отрасли приводит к увеличению антропогенной нагрузки на окружающую среду. Главным источником риска являются процессы, связанные с утилизацией навоза и помета. Проведенные исследования показали, что потенциальный риск ущерба окружающей среде при утилизации навоза, помета составляет более 85% от общего риска ущерба окружающей среде от сельскохозяйственного производства Северо-Западного федерального округа (СЗФО). Угрозу представляют потери биогенных элементов в окружающую среду, прежде всего азота и фосфора, которые составляют около 35 тыс. тонн в год по азоту (К) и около 4,5 тыс. тонн в год
по фосфору (Р). При этом основным индикатором оценки воздействия технологий утилизации навоза, помета принято считать потери или сохранность азота [1, 2]. В результате происходит загрязнение окружающей среды, а растениеводство теряет ценнейший ресурс для поддержания плодородия почвы и питания растений [3, 4].
В условиях нехватки питательных элементов в растениеводстве основным направлением утилизации навоза, помета является его переработка и использование в качестве органических удобрений. Однако для выбора экономически и экологически обоснованного решения не представляется возможным рекомендовать единую унифицированную технологию утилизации при многообразии машинных технологий, вариантов их механизированного оснащения и хозяйственных условий [5]. Для решения этой проблемы
разработан метод формирования машинных технологий утилизации навоза, помета, адаптированных к условиям конкретных хозяйств и обеспечивающих повышение эффективности и экологической безопасности животноводческих предприятий. Метод представляет собой совокупность известных методов и вновь разработанного метода оценки сохранности азота, позволяющего выполнить комплексную оценку технологий утилизации навоза, помета по экономическим и экологическим критериям. Основными этапами реализации метода являются:
• постановка задачи и формализованное описание системы с использованием метода функционально-структурного анализа технологий;
• разработка структурно-параметрической модели выполнения технологии утилизации навоза, помета;
• обоснование критериев экономической эффективности и обеспечения экологической безопасности технологии;
• формирование совокупности математических моделей отдельных процессов и операций, с оценкой сохранности азота по разработанной методике и моделям на базе логико-лингвистического метода формализации нечетких систем;
• оценка вариантов сформированной технологии и выбор Парето-оптимального решения.
С учетом современных требований к проектированию наилучших доступных технологий (НДТ) были обоснованы критерии оценки технологий утилизации навоза, помета. Критерий экономической эффективности внедрения НДТ утилизации навоза, помета определяется по формуле:
£нлт —
Ъ.
п+1
НДТ ¿п—£п+1
(1)
Для комплексной оценки технологий наряду с Ендт предложено использовать обобщенный критерий 3Кэкб, выражающий удельные капитальные и эксплуатационные затраты на сохранение азота, величина которого определяется по формуле:
З
Кэкб
Зуд+Зуд
Кэкб
(2)
где ЗКэкб - приведенные затраты на утилизацию 1 тонны навоза, помета с учетом сохранности азота, руб/т; ЗКд, Зрд - удельные капитальные и эксплуатационные затраты на 1 т произведенных и внесенных органических удобрений, руб/т; Кэкб - коэффициент сохранности азота технологий утилизации навоза, помета;
_ Слт
_ чп
экб — _
См'
(3)
где £ндТ - экономическая эффективность внедрения НДТ, тыс. руб/т в год; £эгк+1 - эксплуатационные затраты сравниваемой технологии с базовой, тыс. руб/год; ¿п - эмиссия азота при выполнении базовой технологии, т/год; ¿п+1 - эмиссия азота при выполнении сравниваемой технологии с базовой, т/год.
где - количество азота, внесенного с органическими удобрениями, т; - количество азота в свежем навозе, помете (исходной смеси до переработки), т.
Для полноценной эколого-экономической оценки технологий утилизации навоза, помета необходимо учитывать критерий Ээф, отражающий эколого-экономическую эффективность, которая определяется экономическим эффектом от снижения негативного воздействия на окружающую среду и дополнительным доходом от использования органических удобрений и получаемых энергетических ресурсов:
Ээф — Пур + Ээн + Э , (4)
где Ээф - эколого-экономический эффект при внедрении технологии переработки навоза, помета и использования органических удобрений, руб; Пур - доход от реализации прибавки урожая при использовании органических удобрений, руб; Ээн - доход от реа-лиз а ции или экономическая выгода от использования дополнительных энергетических ресурсов (в результате переработки био-или генераторного газа); Э - экологический эффект от снижения негативного воздействия на окружающую среду, руб;
Получение значений коэффициента сохранности азота технологий утилизации навоза, помета Кэкб экспериментальным путем
является чрезвычайно сложной задачей ввиду высокой стоимости проведения экспериментальных исследования, отсутствия методов формализации, априорной неопределенности процессов, явлений и взаимодействий, протекающих в процессе утилизации навоза, помета.
Для решения задачи оценки сохранности азота и получения значений Кэкб применен метод Спесивцева-Дроздова, основанный на формализации экспертных знаний при построении логико-лингвистических моделей для нечетких многомерных систем [6].
На основе функционально-структурного анализа технологий утилизации навоза, помета определена блочно-иерархическая схема проектирования технологий. С учетом природно-климатических и производственных условий сельхозпредприятий СЗФО наиболее подробно рассмотрены 12 технологий утилизации навоза, помета с получением твердых и жидких органических удобрений (ТОУ и ЖОУ) [7, 8]:
1. Длительное выдерживание и внесение ЖОУ и/или ТОУ
2. Пассивное компостирование в буртах и внесение ТОУ
3. Активное компостирование в буртах и внесение ТОУ
4. Биоферментация в установках камерного типа и внесение ТОУ
5. Биоферментации в установках барабанного типа и внесение ТОУ
6. Биологическая очистка жидкого свиного навоза в аэротенках и внесение ЖОУ и/ или ТОУ
7. Разделение навоза на фракции с последующей переработкой твердой фракции методами компостирования или биоферментации и длительным выдерживанием жидкой фракции и внесением ЖОУ и ТОУ
8. Разделение навоза на фракции с последующей переработкой твердой фракции методами компостирования или биоферментации и доочисткой жидкой фракции биологическими способами и внесением ЖОУ и ТОУ
9. Разделение навоза на фракции с использованием флокулянтов с последующей переработкой твердой фракции методами
компостирования или биоферментации и до-очисткой жидкой фракции биологическими способами и внесением ЖОУ и ТОУ
10. Термическая сушка навоза/помета с последующей грануляцией и внесение ТОУ
11. Анаэробная обработка с генерацией электричества и теплоты (биогазовое производство) и внесение ЖОУ и/или ТОУ
12. Технология вакуумной сушки навоза/помета с последующей грануляцией и внесение ТОУ.
При этом каждая технология имеет минимум 10 вариантов технического оснащения. Функционально-структурный анализ технологий утилизации навоза, помета показал, что их выполнение обеспечивается набором технологических операций, общее число которых составляет 52 операции. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки, а себестоимость утилизации навоза, помета варьируется в диапазоне от 180 до 4000 руб/т. Широкий выбор технических средств и вариантов конструкций сооружений требует адаптации технологии в каждом конкретном случае с учетом условий конкретного сельхозпредприятия.
На основе предложенного комплексного метода и системы критериев разработаны алгоритмы функционирования интеллектуальной экспертной системы формирования технологий утилизации навоза, помета.
На рисунке 1 представлен один из основных алгоритмов интеллектуальной экспертной системы, реализованной при помощи компьютерной программы для решения задач с помощью накапливаемых знаний и получения из них логических выводов. Работа предложенного метода показана на примере формирования технологий утилизации навоза, помета с обработкой полученных данных методом Парето для ферм КРС, свинокомплексов и птицефабрик. Проектирование технологий проходило в два этапа:
1. Определение рекомендуемых экспертной системой технологий, оценка их технико-технологических особенностей и эколого-экономических показателей, принятие одной технологии для адаптации к условиям предприятия.
2. Определение возможных вариантов сочетания сооружений и технических средств для реализации технологий, расчет значений заданных критериев и выбор наиболее эффективного решения.
В качестве объектов исследований были выбраны типичные для СЗФО ферма КРС, свиноводческий комплекс и птицефабрика.
(НАЧАЛО^
Рис. 1. Общая схема алгоритма принятия решений при выборе машинных технологий утилизации навоза и помета
Проектирование технологии для фермы КРС. Исходные данные: беспривязная система содержания животных, общее поголовье 2600 голов, влажность навоза 92%, средний радиус транспортировки органических удобрений - 10 км.
На первом этапе для ферм такого типа были рассмотрены следующие технологии: 1. Длительное выдерживание и внесение ЖОУ;
2. Разделение навоза на фракции с последующей переработкой твердой фракции методом компостирования и длительным выдерживанием жидкой фракции и внесением ТОУ и ЖОУ;
3. Разделение навоза на фракции с последующей переработкой твердой фракции методом биоферментации и длительным выдерживанием жидкой фракции и внесением ТОУ и ЖОУ;
4. Анаэробная обработка с генерацией электричества и теплоты (биогазовое пр-во) и внесение ЖОУ и/или ТОУ.
Значения критериев оценки рассмотренных технологий представлены на рисунках 2, 3.
На основе полученных значений критериев оценки и учитывая высокие капитальные затраты и недостаточную иссле-дованность технологии анаэробного сбраживания для адаптации технологии и поиска Па-рето-оптимальных решений принимается Технология 3.
На втором этапе формирования и выбора варианта технологии утилизации навоза проведены исследования 12 вариантов выбранной технологии по составу технических средств и сооружений, а также приемов выполнения отдельных технологических операций (таблица 1).
хо ас 0,60
X
£ 0,50
го
Е 0,40
О
I IB 0,30
X
н 0,20
а>
2 ЕГ 0,10
А
0,00
1 Л
— -
№ 1 —
П —
45000,0
40000,0
35000,0
30000,0
25000,0
20000,0
15000,0
10000,0
5000,0
0,0
-е-
•е-
12 3 4
Технологии
а Коэффициент экологической безопасности
□ Эколого-экоиомический эффект
Рис. 2. Значения коэффициента сохранности азота и эколого-экономического эффекта по технологиям
2 3
Технологии
-Эколого-экономическая эффективность по снижению эмиссий азота -Удельные приведенные затраты на утилизацию навоза сучетом Кэкб
Рис. 3. Эколого-экономическая эффективность и удельные приведенные затраты на утилизацию навоза с учетом Кэкб по технологиям
За базовый принят 1-й вариант технологии, включающий в себя разделение навоза на фракции винтовым сепаратором FAN PSS-800, хранение жидкой фракции в открытых навозохранилищах пленочного типа общим объемом 40000 м , биоферментацию | в биореакторах камерного типа раз-| мером 410 м2, транспортировку и m внесение ЖОУ по прямоточной технологии с внесением разбрызгиванием машинами МЖУ-16+Беларус 2022, для ТОУ - МТТ-9+Беларус 1523.
Из данных таблицы 1 наглядно видно, что эффективными решениями, обеспечивающими высокие экологические и экономические показатели, являются варианты технологии 6 и 12, предусматривающие использование закрытых пленочных лагун и машин для внесения ЖОУ со шланговыми и инжекторными системами.
Проектирование технологии для птицефабрики. Исходные данные: система содержания птицы в клеточных батареях, общее поголовье 1 млн голов, влажность помета 68%, дальность транспортировки органических удобрений 50 км.
Таблица 1. Выбор Парето-оптимальных решений (КРС)
Критерий Направление Варианты Технологии 3
экстремума 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ЗкэЛ тыс.руб/т min 2,13 2,16 2,12 2,64 2,65 2,62 2,06 2,06 2,02 2,54 2,55 2,52
00 о 3, 3, 8, 3, 5, 0, 0, 0, 3,
Ээф тыс.руб max 00 <N 00 2 <N OS OS 2 ,2 OS 4 3 <N 3 ,6 3 3 ,3 о 8 3 m 7 2 ,7 <N OS 8 2 ,5 OS 3 3 ,5 <N OS 9 2 ,0 <N OS 3 ,6 о 7 3
F тыс.руб/т min 1 883,24 275,20 603,18 409,21 208,33 ■ 1666,08 308,81 854,45 497,36 221,70
На первом этапе для птицефабрики такого типа рассмотрены следующие технологии: длительное выдерживание и внесение ТОУ; пассивное компостирование в буртах и внесение ТОУ; активное компостирование в буртах и внесение ТОУ; биоферментация в установках камерного типа и внесение ТОУ; биоферментации в установках барабанного типа и внесение ТОУ; термическая сушка
помета с последующей грануляцией и внесение ТОУ. При определении состава технических средств для транспортировки и внесения органических удобрений на первом этапе принималась прямоточная технология с использованием автомобилей типа КАМАЗ 6520-73 как наиболее распространенная в хозяйствах. На рис. 4, 5 показаны сравнительные характеристики изученных технологий.
И Ш
1 2 3 4 5 6 Технологии
□ Коэффициент сохранности азота Н Эколого-экономический эффект
Рис. 4. Значения коэффициента экологической безопасности и эколого-экономического эффекта по технологиям
Рис. 5. Эколого-экономическая эффективность и удельные приведенные затраты на утилизацию помета с учетом Кэкб по технологиям
Анализ рассмотренных технологий выявил, что наилучшими показателями удельных капитальных и эксплуатационных затрат на утилизацию помета имеют Технология 3 (Активное компостирование в буртах и внесение ТОУ) 3куд=1,03 и ЗЭуд=0,49 тыс. руб/т и Технология 4 (Биоферментация в установках камерного типа и внесение ТОУ) Зкуд= 1,6 и ЗЭуд=0,57 тыс. руб/т. Удельные приведенные затраты на сохранность азота с учетом коэффициента сохранности азота составляет ЗКэкб =2,1 тыс. руб/т для Технологии 3 и ЗКэкб =2,4 тыс. руб/т для Технологии 4. На основе полученных показателей критериев оценки для адаптации технологии и поиска Парето-оптимальных решений принимается Технология 4.
На втором этапе спроектированы 6 вариантов выполнения Технологии 4. Для формирования вариантов Технологии 4 использовались приемы по выбору различных тех-
нических средств для смешивания помета с торфом и загрузки биоферментеров и использования площадок дозревания органических удобрений, позволяющих сократить эмиссию азота.
За базовый принят 1 -й вариант технологии, включающий в себя: транспортировку исходного помета - ПТС-6+ Бе-ларус 82.1, смешивание с торфом - модернизированный ПРТ-10 (стационарно установленный, с электроприводом), биоферментацию в биореакторах камерного ти-
о
па размером 410 м (разработчик ВНИИМЗ), погрузо-разгрузочные работы - фронтальный погрузчик АМКА-ДОР 348В; транспортировку ТОУ - КАМАЗ 6520-73 и внесение ТОУ - МТУ-15 + Бе-ларус 2022. Результаты оценки вариантов приведены в таблице 2, откуда видно, что вариант 6 технологии утилизации помета методом биоферментации в установках камерного типа и внесения ТОУ является Парето-оптимальным.
Таблица 2. Выбор Парето-оптимальных
Критерий Направление экстремума Варианты Технологии 3
1 2 3 4 5 6
Зкэкб, тыс.руб/т шш 2,36 2,34 2,28 2,63 2,62 2,56
Ээф, тыс.руб тах 258693,8 261773,4 261773,4 261773,4 264853,1 264853,1
Ендт, тыс.руб/т тт 1 5703,0 5614,1 5762,5 2878,5 2872,8
Проектирование технологии для свиноводческого предприятия. Исходные данные: полной цикл выращивания свиней с среднегодовым поголовьем 16500 голов, влажность навоза 93%, дальность транспортировки органических удобрений 30 км. На первом этапе для свинокомплекса такого типа рассмотрены следующие технологии:
1. Разделение навоза на фракции, компостирование и биологическая очистка жидкой фракции в аэротенке с использованием узла флокуляции;
2. Длительное выдерживание и внесение ЖОУ;
3. Разделение навоза на фракции, компостирование и биологическая очистка жидкой фракции в биологических прудах;
4. Разделение навоза на фракции, компостирование и биологическая очистка жидкой фракции в аэротенке с использованием коагулятора;
5. Разделение навоза на фракции, компостирование и биологическая очистка жидкой фракции в аэротенке с использованием циклических отстойников;
6. Разделение навоза на фракции, компостирование, длительное выдерживание жидкой фракции и внесение ЖОУ и ТОУ;
7. Разделение навоза на фракции, биоферментация, длительное выдерживание жидкой фракции и внесение ЖОУ и ТОУ;
8. Анаэробная обработка с генерацией электричества и тепла (биогазовое производство) и внесение ЖОУ.
На рис. 6, 7 показаны сравнительные характеристики изученных технологий. Из приведенных данных видно, что лучшими показателями удельных капитальных и эксплуатационных затрат обладают технологии 3, 4, 5, предусматривающие получение органического удобрения и очищенной жидкости, это связано с сокращением количества техники и работ по внесению органических удобрений. Технологии 6, 7, 8 имеют лучшие значения относительно технологий 1, 2, 3, 4, 5 по значениям критерия эколого-экономического эффекта и эффекта от внедрения НДТ.
Рис. 6. Значения коэффициента экологической безопасности и эколого-экономического эффекта по технологиям
—Удельные приведенные затраты с учетом Кэкб ■ экономическая эффективность внедрения НДТ
Рис. 7. Эколого-экономическая эффективность и удельные приведенные затраты на утилизацию навоза с учетом Кэкб по технологиям
При этом лучшие значения критериев Ээф = 16672 тыс. руб и Ендт=701,1 тыс. руб/т имеет Технология 8, однако вследствие высоких капитальных затрат она не может быть рекомендована. На сегодняшний день большинство свиноводческих комплексов не имеет сельскохозяйственных земель, а при их наличии поля находятся на значительном расстоянии, поэтому применение Технологий 6, 7 становится для предприятий малоэффективным ввиду больших капитальных и эксплуатационных затрат. В сложившейся ситуации наиболее эффективным для свиноводческого предприятия с заданными параметрами будет являться Технология 5 со следующими значениями критериев: Зкэкб= 1,99 тыс. руб/т, Ээф = 10463,6 тыс. руб/т и Ендт=3495,7.
Показатели технологии могут быть улучшены путем замены метода компостирования на биоферментацию в установках закрытого типа и при использовании шланговых систем внесения осветленной жидкости. Это позволит на 5-7% улучшить показатели удельных приведенных затрат и на 2-3% - показатель эффективности внедрения НДТ.
Разработанный метод апробирован при разработке технологических регламентов переработки и использования навоза, помета в ЗАО «Торосово», ЗАО АК «Оредеж», ООО «Рассвет плюс ЮГ», а также для более чем 30 хозяйств Ленинградской, Калининградской, Московской и др. областей РФ.
Методология экологически безопасного функционирования животноводческих комплексов на основе системы эколого-техноло-гических критериев и проведенные с помощью ее исследования позволили оценить потенциальный эффект по снижению потерь азота. Если учесть полученные результаты, согласно которым сохранность азота при утилизации навоза КРС составит 72%, навоза свиней - 70% и помета птицы - 78%, общая обеспеченность азотом органических удобрений на уровне СЗФО повысится на 11%, что может составить около 10500 т азота. Используя существующие методики определения негативного воздействия и ущерба окружающей среде, а также частную методику определения диффузной нагрузки азота, фосфора на водосбор при ведении сельскохозяйственной деятельности и потенциала ее снижения при использовании НДТ в сельском хозяйстве, расчетное значение экономического эффекта от внедрения НДТ утилизации навоза составит 4,05 млрд руб. в год. Сокращение потерь азота на 10500 т в год обеспечит дополнительный эколого-экономический эффект от прибавки урожая более 1 млрд руб.
Литература:
1. Гриднев П. Экологическая оценка технологий откорма свиней // Вестник российской с.-х. науки. 2015. №6.
2. Ammonia workshop 2012 SP: abating ammonia emissions in the UNECE and EECCA. Netherland, 2014.
3. Рекомендации по обоснованию экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий. СПб., 2015.
4. Миронов В.В. Вопросы защиты окружающей среды от загрязнения отходами животноводства и птицеводства // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. №5(20).
5. Попов В.Д. Экология сельхозпроизводства: проблемы и решения // С.-х. машины и технологии. 2016. №3.
6. Логико-лингвистическое моделирование для решения агроэкологических проблем / Брюханов А.Ю. и др. // Сб. докл. XIX конф. (SCM-2016). СПб., 2016.
7. Инженерные методы решения экологических проблем при интенсификации с.-х. производства / Попов В.Д. и др. // Экология и с.-х. технологии. СПб., 2011.
8. Анаэробная переработка отходов для получения биогаза // Механизация и электрификация с.х. 2008. №6.
Literatura:
1. Gridnev P. EHkologicheskaya ocenka tekhnologij ot-korma svinej // Vestnik rossijskoj s.-h. nauki. 2015. №6.
2. Ammonia workshop 2012 SP: abating ammonia emissions in the UNECE and EECCA. Netherland, 2014.
3. Rekomendacii po obosnovaniyu ehkologicheski bezo-pasnogo razmeshcheniya i funkcionirovaniya zhivotno-vodcheskih i pticevodcheskih predpriyatij. SPb., 2015.
4. Mironov V. V. Voprosy zashchity okruzhayushchej sre-dy ot zagryazneniya othodami zhivotnovodstva i ptice-vodstva // Innovacii v sel'skom hozyajstve. 2016. №5(20).
5. Popov V.D. EHkologiya sel'hozproizvodstva: proble-my i resheniya // S.-h. mashiny i tekhnologii. 2016. №3.
6. Logiko-lingvisticheskoe modelirovanie dlya resheniya agroehkologicheskih problem / Bryuhanov A.YU. i dr. // Sb. dokl. XIX konf. (SCM-2016). SPb., 2016.
7. Inzhenernye metody resheniya ehkologicheskih problem pri intensifikacii s.-h. proizvodstva / Popov V.D. i dr. // EHkologiya i s.-h. tekhnologii. SPb., 2011.
8. Anaehrobnaya pererabotka othodov dlya polucheniya biogaza // Mekhanizaciya i ehlektrifikaciya s.h. 2008. №6.
METHODOLOGY OF THE LIVESTOCK COMPLEXES' ECOLOGICALLY SAFE OPERATION ON THE ECOLOGICAL- AND- TECHNOLOGICAL CRITERIA SYSTEM BASIS A.Yu. Bryhanov, candidate of technical sciences, department head The institute of agroengineering and ecological problems of agriculture industry
Abstract. Describes the main provisions of the livestock complexes ecologically safe operation methodology, which are based on the method of design and evaluation criteria of manure, ding utilization technologies. It is shown that the potential risk of the environment damage when the manure, dung disposing is more than 85% of the total risk of environmental damage from Northwest Federal district's agricultural productivity. The threat are the nutrients' losses in the environment, especially nitrogen and phosphorus, which make up about 35 thousand tons per year for nitrogen (N) and around 4,5 thousand tons per year for phosphorus (P). The result happens the environmental pollution and crop-breeding loses the most valuable resource for soil fertility and plant nutrition holding. To solve this problem it has developed a combined method of manure and ding utilization technologies designing, based on the industry conditions; the methods and mathematical models on basis the nitrogen safety on the logical-and-linguistic estimating method. The results show that the implementation of adapted to the complexes' conditions technologies of manure utilization on the basis of the specific reduced costs and ecological-and- economical effect's criteria allows to achieve of nitrogen's high safety. The developed method application allows to achieve the nitrogen safety at the manure utilization: 72% of cattle manure, 70% of pig one and 78% of poultry dung, that at the North-West region level will be about 10500 tons of nitrogen per year. In this case the economic effect's calculated value will be more than 5 billion rubles per year.
Keywords: ecological safety, agriculture, methodology, criteria, manure.
