Ngành nuôi trồng thủy sản thâm canh rất dễ bị ảnh hưởng bởi chất lượng nước kém do mật độ thả nuôi cao và tỷ lệ cho ăn quá cao. Việc tích tụ chất thải hữu cơ, nitơ và phốt pho đồng thời gây ra stress cho cá và tôm (và làm suy yếu hệ thống miễn dịch của chúng) và tạo môi trường thuận lợi cho mầm bệnh phát triển.
Bacillus có thể ổn định chất lượng nước bằng cách đẩy nhanh quá trình luân chuyển chất thải và tăng lượng chất dinh dưỡng có sẵn cho cá và tôm. Những vi khuẩn gram dương này sử dụng nhiều loại carbohydrate khác nhau làm nguồn năng lượng chính. So với vi khuẩn gram âm, chúng hiệu quả hơn trong việc chuyển hóa chất hữu cơ và biến nó thành CO2. Kết quả là các loài Bacillus có thể làm giảm đáng kể sự tích tụ chất thải hữu cơ.
Sự tích tụ thức ăn thừa, phân và cặn hữu cơ làm tăng nồng độ nitrat và phốt phát trong cả nước ngọt và nước mặn. Điều này thường dẫn đến tỷ lệ mắc bệnh và tảo nở hoa cao hơn.
Nhiều loài Bacillus có khả năng sản xuất các enzyme ngoại bào kích thích quá trình khoáng hóa và cho phép quá trình nitrat hóa và xử lý sinh học phốt phát trong nước bị ô nhiễm. Bằng cách giảm nồng độ các ion amoniac, nitrit và phốt phát, các loài Bacillus có thể cải thiện chất lượng nước và cung cấp môi trường lành mạnh cho cá, động vật có vỏ và tôm.
Các loài thường được sử dụng để cải thiện chất lượng nước bao gồm Bacillus amyloliquefaciens , B. licheniformis, B. subtilis, B. polymyxa, B. Laterosporus và B. circlens.