Kajian penurunan dan rekoveri fluks pada proses ultrafiltrasi larutan natural organic matter (NOM) dengan menggunakan membran hollow-fiber telah dilakukan. Larutan natrium alginate (SA) digunakan sebagai model NOM dalam air, dan profil filtrasinya dipelajari berdasarkan tipe membran dan waktu operasi. Proses filtrasi menggunakan modul cross-flow dengan konfigurasi aliran filtrasi pressure driven outside (PDO). Profil permeabilitas larutan SA pada membran telah diamati dengan berbagai perlakuan, diantaranya efek keberadaan ion logam Ca2+ dan Mg2+ serta pengaruh pH larutan (kondisi asam, basa dan netral). Membran dengan spesifikasi berbeda yaitu, cellulose acetat (CA), polyethersulfone (PES) 300.000, dan polyethersulfone (PES) Aerosol OT digunakan untuk mengetahui kinerjanya masing-masing. Larutan SA dengan penambahan Ca2+ menghasilkan penurunan nilai fluks lebih besar dibandingkan penambahan Mg2+. Sementara untuk larutan SA pada kondisi basa menghasilkan penurunan fluks lebih rendah jika dibanding pada pH asam. Flux recovery ratio (FRR) merupakan salah satu indikator untuk mengetahui sifat fouling yang terbentuk pada permukaan membran. Secara umum larutan SA dalam kondisi asam memiliki nilai FRR terkecil, sedangkan sampel dalam kondisi basa memiliki nilai FRR terbesar. Rejeksi partikel SA tertinggi diperoleh pada kondisi asam menggunakan membran PES 300.000 yaitu sebesar 56%. Model matematika untuk kajian ini telah dikembangkan berdasarkan pada hukum Darcy (untuk fluida yang mengalir pada padatan berpori). Persamaan model yang diperoleh digunakan untuk melakukan pendekatan nilai resistansi cake (Rc), tebal cake (δc) dan permeat fluks (Jp). Nilai Rc hasil aplikasi model untuk ketiga jenis membran diperoleh nilai R2 antara 0.54 – 0.86, dimana peningkatana tebal cake (δc) tertinggi diperoleh untuk membran CA dengan filtrasi sampel SA pada kondisi asam dengan waktu filtrasi 4 jam yaitu sebesar 4,3 x 10-7 m-1. Permeabilitas relatif (Jp/Jo) juga dapat dihitung dari pengembangan model, nilai R2 yang diperoleh berkisar antara 0.94 - 0.99. Hasil validasi terlihat bahwa model yang diperoleh memiliki korelasi baik terhadap hasil eksperimen sehingga model dapat diaplikasikan pada kondisi operasi yang sama. Kata kunci : membran hollow-fiber, natrium alginat, Flux recovery ratio, cake fouling, ultrafiltrasi, resistansi cake, model filtrasi.