Для глубокой очистки воды применяется смешанный слой, состоящий из сильноэлектролитных ионитов. Применение смешанного слоя имеет ряд преимуществ по сравнению с раздельным ионированием.

1. Качество фильтрата не зависит от концентрации солей в исходной воде и мало изменяется при обессоливании вод разного состава.

2. Процесс обессоливания проводится со скоростью в два-три раза большей, чем при раздельном ионировании.

3. Рабочая обменная емкость слоя практически равна емкости, восстановленной при регенерации.

4. Для отмывки фильтра требуется значительно меньшее количество воды, чем для отмывки отдельных слоев ионитов.

Перед регенерацией фильтра смешанного действия производят разделение смеси ионитов, которое обычно выполняется путем подачи воды снизу вверх со скоростью, достаточной для подъема всего слоя. Ввиду различия плотностей катионита и анионита будет происходить их разделение: зерна катионита, как более тяжелые, занимают нижнюю часть фильтра, а зерна анионита — верхнюю. Регенерацию ионитов можно проводить одновременно или поочередно. В первом случае раствор щелочи подают сверху вниз, а раствор кислоты — снизу вверх, отработанные регенерационные растворы отводят в средний дренаж. Во втором случае при регенерации одного слоя ионита через слой другого подается поток обессоленной воды.

Наличие неполноты разделения слоев ионитов и их регенерации не сказывается на качестве фильтрата, а вызывает уменьшение продолжительности работы фильтра до последующей регенерации.