固定床的运行方式，通常是使水自上而下地不断通过树脂层。由于水和树脂层时，水中的Ca2+首先与处于表面层的树脂进行离子交换，所以这树脂层很快就失去了交换水中Ca2+的作用，此后的水再通过该树脂层时，水中的Ca2+就不再与这层树脂进行交换了，交换作用进入到下一层的树脂层，由于处于上部的树脂层其交换树脂已呈Ca型，水通过该层后，水质没有变化，故这一层称为“失效层”。

在失效层的下一层树脂称为工作层，水在通过这一层时，水中的Ca＋就与树脂层中Na＋进行交换的平衡。

为了保证一定的出水质量，处于交换床最下面的一层离子交换树脂（相当于工作层的厚度）不能发挥其全部的离子交换作用，只能起到保护出水水质，使出水中的Ca2＋不超过规定的标准，故这一层树脂称为“保护层”。

在交换床的整个交换过程中，工作层自上而下不断的移动，直至工作层的下缘与保护层下缘相重合时，因为交换的不完全，出水水中的Ca2＋残留量增加，并很快地上升，这称之为失效。树脂失效后需要进行再生，以恢复其交换能力。在交换过程中，整个树脂层就是这样从“分层”达到交换“失效”，这就是一般所说的“分层、失效”原理。