双层床中的强弱树脂虽然由于密度的差异而能基本做到分层，但要做到完全分层是很困难的。若在两种树脂的交界处有少量的树脂相混杂，对运行效果并没有大的影响；若混脂范围大，则混入强型树脂层中的弱型树脂不能发挥交换作用，混入弱型树脂中的强型树脂得不到再生，使运行效果大大下降。

双室双层床是将交换器分隔成上、下两室，强弱树脂各处一室，这样就避免了因树脂混层而带来的问题，同时对树脂的密度和粒度也没有特殊要求。上下两室间通常装有带有双头水帽的多孔板，以沟通两室之间的水流。为了防止树脂通过水帽或堵塞水帽 的缝隙，可在强型树脂上面填充密度小而颗粒大的惰性树脂。

在此种设备中由于下室中是装满树脂的，所以不能在体内进行清洗，需另设体外清洗装置。此外，还有一种上下室都装满树脂的双室双层床，这种设备的利用率高，再生无顶压，但是上下室的树脂都需要体外清洗。其再生过程与双层床再生过程相同。