其设置方法与底部过滤相似，但不强迫水流流过沙层，而是以扩散的方式让上部水与下层的水作交换。1、充水层（Plenum）:是由约一英寸高具孔隙的塑料隔板所架构起来的。可在塑料隔板与缸底之间埋入一英寸长的塑料管（PVC）来支撑。此隔板也可以用现成的底部过滤用的隔板来代替。2、底部沙层:是由两层分开的沙层所组成。上面的沙层由较细的贝壳沙或活沙（直径小于1mm）所组成，其厚度应至少有两英寸厚。为何上层沙要用较细的沙子？那是因为钻沙动物（infauna）较喜欢细沙；且细沙的表面积较大，可提供细菌更多的栖息地，以提高生物过滤的功效。再者生物的排泻物也较不容易堆积于沙子之中而堵住水流。在此层可以将活沙与死沙混合使用，通常在过了几个月后，由于活沙上生物的散播迁移，死沙就会变成活沙。因此，此层沙子并不需要完全是活沙，只要接种部份的活沙就可以了。下层的沙层也大约两英寸厚，但砂粒可较粗些（直径大于1—3 mm）。如能使用碎珊瑚是最好，因为碎珊瑚较便宜。在这两层沙层之间由一层纱网隔开，以防止上层的钻沙动物进入下层。另一层纱网则隔开下层沙层与充水层。所需要加入的活沙量可由下列的公式导出:先以英寸为单位算出要放置活沙空间的体积，在将此数值除以23.5所得的数值则是所需活沙的磅数。此公式是由每立方英寸活沙的平均重量所导出，所求出的只是个约略值，如果使用的沙子大小不同，所需的数量则会有所出入。越细的沙每立方单位所需的重量则会越多。为什么要有充水层（Plenum）:如果一个系统没有充水层（Plenum），而直接将底层沙置于缸底，那水则无处可流，这样很容易在底部造成缺氧的情形，而产生有毒的硫化氢。因此，将沙层架高留出一个空间充满水，虽然水是不经由外力通过沙层的，但仍可形成一个导流的空间，成为一个回流系统，如此可以避免造成无氧的空间，形成对缸中生物有害的化学物质（如硫化氢）。沙层的生物过滤作用:在第一层沙层中因为有钻沙的动物来搅动沙子，所以沙层中是 充氧的。钻沙动物是把自己埋在沙中搅动沙层的动物（例如海参、某些凤凰螺、某些会钻沙的隆头鱼、及沙蚕等等）。除此之外，钻沙的动物以来自水层中的生物排遗或是饵料残渣为食，将这些物质利用后在以更细小的形式排出体外，供细菌利用。最重要的是，由于此层是高溶氧的，可供应充足的氧气给硝化细菌将水中的有毒氨盐废物氧化成毒性较低的亚硝酸盐和硝酸盐类。在第一层沙层与第二层沙层间设置隔网的目的，就是要避免让第一层沙层中的钻沙的动物跑到第二层沙层来，如此便能在第二层沙层造成一个氧气浓度较低，但并不至于缺氧的环境，在这种环境下，脱氮细菌可将硝酸盐还原成氮气。因此，使用活沙系统的水族缸中其水中的硝酸盐类的累积是很低的，通常低于0.1mg/l。必需注意的是，因为此系统没有使用机械性滤材，所以施以强力的水流可防制排泻物囤积于沙层与石头上，加上蛋白质过滤器与杂食性动物辅助，可将这些物质滤出及清除。活沙与活石上的细菌可将这些物质转化为无机矿物，然后在由其他生物所吸收。这也就是为何此系统在欧美受欢迎的原因之一