双层床是一种固定床离子交换设备，它是将弱型树脂与强型树脂分层放置在同一个交换器中。此种分层是利用弱酸（或弱碱）性树脂比强酸（或强碱）性树脂比重小的性质，而保持交换和再生时弱酸（或弱碱）性树脂在上面，强酸（或强碱）性树脂在下面。双层床的运行时水是自上而下，再生时再生液自下而上通过交换剂层。值得注意的是双层床与混合床是截然不同的两种设备。混床是由阴、阳两种树脂均匀混合的除盐设备；而双层床则是由强弱型两类树脂分层除去水中的阳离子或阴离子的设备。双层床的优点：（1）总工作交换容量高，这是因为弱酸和弱碱树脂工作交换容量较大的缘故，它们分别与强酸和强碱树脂组成双层床后，其总平均工作交换容量随即大大提高。（2）出水水质较单层床好。在树脂装载高度相同的条件下，双层床的总工作交换容量高于单层床，相当于提高了床层厚度，同时由于再生时，再生液是首先通过强型树脂的，这等于强型树脂的再生度提高了，因而再生彻底，提高了出水质量。（3）再生剂的利用率高，酸、碱耗低，环境污染轻，弱型树脂在很低的酸、碱浓度的条件下就能彻底再生，故利用再生了强型树脂的废液来再生弱型树脂，所以，酸碱的利用率高，酸碱废液的排放浓度也降低，对环境的污染显著减轻。而且也容易治理。（4）适用于含盐量较高的水质。单用强型树脂除盐适用于含盐量在500mg/L以下的水质，而双层床除盐工艺即使原水的含盐量在500mg/L以上，仍能保证出水水质。（5）有利于防止有机物的污染。阴双层床，弱碱性树脂若采用大孔型的，因其对有机物有良好的吸收（交换时）和解吸（再生时）能力，因而减缓了对强碱树脂的污染。（6）节省离子交换设备。因这种设备是把两步交换放在同一个交换器中进行的。故可节省一台交换器，因而也减少了水处理设备的占地面积和投资。