Изобретение относится к системам и способам обработки сточных вод. Устройство для обработки сточных вод включает реактор, датчик, предназначенный для определения концентрации окисленного азота в реакторе и для генерирования сигнала о концентрации окисленного азота, отражающего концентрацию нитрита, нитрата или сочетания нитрита и нитрата, устройство управления, предназначенное для обработки сигналов о концентрации окисленного азота и аммиака и для регулирования концентрации растворенного кислорода (dissolved oxygen - DO), длительности аэробной фазы и/или длительности бескислородной фазы в реакторе на основании отношения или суммы концентрации аммиака и концентрации окисленного азота, при этом устройство управления способно изменять профиль концентрации DO между нижней заданной величиной DO и верхней заданной величиной DO, при этом регулируемый исходящий поток, содержащий аммиак и нитрит, подают в бескислородный реактор, где селективно выращиваются и удерживаются бактерии anammox. Изобретение обеспечивает удаление азота из сточных вод и получение высококачественных очищенных сточных вод при сниженном энергопотреблении, расходовании химических реагентов и себестоимости. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.